【碩士】旋挖鉆機(jī)機(jī)鎖式鉆桿的有限元分析

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　　【碩士】旋挖鉆機(jī)機(jī)鎖式鉆桿的有限元分析　　學(xué)科專業(yè)： 施工工程 　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：沈陽理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 旋挖鉆機(jī)是一種取土成孔灌注樁施工的機(jī)械設(shè)備，配合鉆桿與鉆具進(jìn)行施工作業(yè)。伴隨越來越高、大、重建筑工程的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的施工工法與施工設(shè)備已無法滿足當(dāng)前建筑施工的要求。正是基于此背景條件下，旋挖鉆機(jī)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展?！　? 鉆桿是旋挖鉆機(jī)施工必備的配套工具，通常鉆桿在施工過程中要承受大扭矩，大鉆壓，和由于細(xì)長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)所容易引起壓桿失穩(wěn)等問題的困擾，這都使得鉆桿在鉆孔作業(yè)過程中的受力情況變得異常復(fù)雜，大大地增加了鉆桿遭受破壞的風(fēng)險(xiǎn)?；谑┕ぶ兴l(fā)生的慘痛教訓(xùn)，找出鉆桿結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)（應(yīng)力集中區(qū)域），對(duì)鉆桿失效進(jìn)行準(zhǔn)確分析、合理解釋變得迫切重要。　　 本研究首先收集旋挖鉆機(jī)機(jī)鎖式鉆桿的歷史故障情況，從鉆桿的故障情況總結(jié)出機(jī)鎖式鉆桿的典型故障，初步分析鉆桿的故障原因。利用三維繪圖軟件Pro/E對(duì)旋挖鉆機(jī)機(jī)鎖式鉆桿進(jìn)行建模，根據(jù)機(jī)鎖式鉆桿的工作特點(diǎn)，采用通用有限元分析軟件ANSYS 對(duì)旋挖鉆機(jī)機(jī)鎖式鉆桿進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析、模態(tài)分析、疲勞分析，找出應(yīng)力集中的主要區(qū)域。對(duì)比計(jì)算結(jié)果與實(shí)際鉆桿故障情況的吻合程度，進(jìn)一步驗(yàn)證了分析的準(zhǔn)確性。在之前的有限元疲勞分析的基礎(chǔ)之上對(duì)機(jī)鎖式鉆桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過對(duì)機(jī)鎖式鉆桿上的兩個(gè)可變參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且確定了各數(shù)據(jù)的最優(yōu)組合，有效的減少了鉆桿應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象，有效地延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命。隨后在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)狀況提出了合理工藝生產(chǎn)方案，并成功試制鉆桿。經(jīng)過了江西、廣西、黑龍江三地較為苛刻的試制鉆桿測(cè)試，試制鉆桿使用效果良好，表現(xiàn)穩(wěn)定，達(dá)到了令人滿意的效果?！　?

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