关于液压桩锤打桩机理与控制的研究

在详细分析和总结了国内外液压桩锤发展现状和趋势的基础上，针对单作用液压打桩锤无法实现较高打击能量与打击效率的情况，考虑并制定了结构和使用简单，成本低，更适合我国国情的双作用液压桩锤结构方案和液压系统方案；对其工作性能进行了深入探讨；在此基础上设计了性能优越和效率高的双作用液压桩锤。首先依照桩锤打桩系统桩土相互作用机理推导了波动方程，建立了打桩系统锤、锤垫、桩之间相互作用的数学模型；用MATLAB数学计算软件对锤、锤垫、桩相互作用系统进行了动态非线性有限元分析，得到了三者相互作用的位移、速度、加速度及打击力的变化规律及其相互作用关系。在全面对比分析国外液压桩锤打桩系统的基础上，根据任务要求，确定20t桩锤的结构方案液压系统方案；采用SolidWorks软件建立了液压桩锤及相匹配的桩架的三维模型，进行了液压冲击油缸和蓄能器设计计算；针对20t液压桩锤液压系统的系统压力和流量进行了计算。基于AMESim软件建立了液压桩锤打桩系统动态仿真模型，分析了在桩锤打桩过程中液压系统压力、流量的变化，对液压系统进行了模态分析；分析了液压桩锤在不同土质条件下施工时的动态，得到随着土质变硬的情况下，液压桩锤位移越来越小，打击力越来越大的结论，符合实际施工状态。
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