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基于MATLAB/SIMULINK的振动压路机模型的仿真

0介绍碾压不足,设计密度不符合要求,导致返工或工程质量差;碾压次数过多,既不经济,又会降低压实度,增加工程技术人员的劳动强度。因此,必须实时监测压实过程,有效避免欠压和过压,以获得最佳的压实效果。本文采用加速度传感器MATLAB/SIMULINK模拟振动压路机,获得连续测量路基压实度的方法,并通过实验验证方案的可行性。1研究方法将加速度传感器安装在振动压路机的振动轴上,采集振动轮垂直方向的振动加速度MATLAB/SIMULINK,然后运用数学统计理论,编写具有一定可信度的推理软件,将测量加速度值与系统中固化的标准数据进行比较,形成内置专家系统,通过操作分析获得路基压实度。2研究步骤2.现场实验所需的主要设备有:16t振动压路机1台,ICP加速度传感器、数据采集器、笔记本电脑等。首先将加速度传感器安装在振动轴或最能反映振动轮振动的位置(安装前必须平整安装面),然后将数据传输线连接到收集器ICP在接口上,用网线连接笔记本电脑和采集仪,打开电脑中的数据采集软件,准备采集(图1)。2.2理论分析选取轮胎驱动振动压路机为典型机型,列出并分析“压路机-土”振动系统的运动方程,两个自由度的数学模型是[1]m22 (c1 c2)2 (k1 k2)x2-c11-k1x1=F0sint(1)m11 c11 k1x1-c12-k1x2=0(2)图1ICP加速度传感器的安装位置0F0=Me在模型中,土壤是具有一定刚度的弹性体。其度为k2,阻尼为c阻尼为线性阻尼。其度为k2,阻尼为c2.阻尼是线性阻尼。(2)振动压路机上下车质量简化为一定质量的集中质量块。上车为m一、瞬时位移x1;下车为m2,时位移为x2。(3)振动压路机在任何时刻工作,振动轮都与地面紧密接触。(4)Me是偏心块的静偏心力矩。Me=mfr中:mf偏心力;r偏心块的偏心矩。系统以与激振力相同的频率强制振动[2]。令x2=X2sint(4)x2=F0!((CA22 DB22))"2中:A=k1-m12B=c1C=m2m14-m2k12-m1k22-c1c22 k1k2-m1k12D=k2c1 k1c2-m2c13-m1c23-m1c13由于振动轮受到简谐振动力的影响,振动轮的垂直加速度(振幅值)为[3]=2x2=2F0!((AC22 DB22))"1/2=f(k2,c2)(5)因为其他参数在任何激振力的作用下都是不变的k2,c2是变化的。故从式(5)可看出振动轮的垂直加度与土的刚度和阻尼有关。模拟方法首先,在SIMULINKLibraryBrowser在每个模块库中选择合适的模块。其次,根据动力学方程描述的关系构建系统的模拟框图,见图2。最后,在模块参数修改中输入初始值、保存和运行。模拟基本参数时,基本参数为[4-5]:m1=1814kg,m2=2903kg,m3=2kg,k1=5.25105N/m,k2=1.40107N/m,c1=5.25105s/m,c2=7.0104Ns/m,Me=5.0kgm,=1680r/min。以振动轮为例,时域相应曲线图见图3、图4。通过振动轮的加速度响应图,可以发现振动轮是由各种不同频率的简单运动组成的叠加运动,从振动轮的加速度响应图中更为明显。由于这种复杂的振型,即多种频率成分的叠加,对土壤的压实应该更有好处。由于压路机工作时每个地方的路况不同,其固有频率等参数也有所不同,使得单频振动显得有些不足。振动压路机正常工作时

标签: m11传感器

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