智能壓實度理論基礎.doc

智能壓實度理論基礎.doc
智能壓實控制儀設計依據 理論基礎 壓實就是增加單位體積內土壤顆粒的數量，減少孔隙率的過程。
振動壓路機在作業(yè)時，由于振動輪的振動使其對鋪層材料作用一個往復沖擊力 ，振動輪對鋪層每沖擊一次，被壓實材料中就產生一個沖擊波，同時，這個沖 擊波在被壓實的材料內沿著縱深方向擴散和傳播，被壓實材料顆粒之間的摩擦 力也由初始的靜摩擦狀態(tài)逐漸進入到動摩擦狀態(tài)。
可見，進行振動壓實時，在 被壓材料層中作用有內力和外力。
內力包括料粒間的粘結力、摩擦力和料粒的 重量；外力包括由于振動作用傳遞給被壓材料顆粒的慣性力和上層材料的重力 。
材料受強迫振動后，由于各料粒的質量及所處位置不同，所產生的慣性力也不 同，此時，料粒問的粘結膜發(fā)生張緊的現象。
若慣性力不大，不足以克服料粒 間的摩擦力和粘結力，則各顆粒仍處于原始位置；如果慣性力很大，足以破壞 顆粒間的摩擦力和粘結力，在這種情況下，料粒在其自重力和上層物料重力的 作用下相互脫離，發(fā)生位移，力圖占據最低穩(wěn)定位置，排除氣相和液相，互相 楔緊、擠緊，達到密實。
圖1為輪胎驅動振動壓路機的2自由度數學模型。
在列出振動方程以前，首先對 模型中有關參數和條件進行假設： (1)在模型中，假設土是具有一定剛度的彈性體。
其剛度為k2，阻尼為c2，且為 線性尼。
(2)振動壓路機的上下車的質量簡化為具有一定質量的集中質量塊。
上車為m1， 瞬時位移為x1；下車為m2，瞬時位移為x2。
(3)振動壓路機工作在任何一個瞬時，振動輪都保持與地面緊密接觸，Fs為振動 輪對地面作用力。
圖1中數學模型的運動方程為： 式中Me偏心塊的靜偏心力矩，Me=mfr； mf偏心力； r偏心塊的偏心矩。
由此，對于多自由度振動系統(tǒng)，其運動方程就可用下面矩陣形式來表述： [M]{X}+[C]{X}+[K]{F}={F}(4) 式中{X}加速度列陣； {