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旋冲挤密冲击器结构优化及实验研究

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毕业论文范文题目：旋冲挤密冲击器结构优化及实验研究，论文范文关键词：旋冲挤密冲击器结构优化及实验研究
旋冲挤密冲击器结构优化及实验研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：旋冲挤密钻进技术利用冲击器冲锤高速运动产生的冲击力使挤密钻头切入土层并将土体向冲击器外管周边挤压,形成挤密钻孔。冲击器在给予挤密钻头高频冲击力的同时使挤密钻头获得一定的振动力,造成土层液化、原状结构破坏,有利于挤密成孔。旋冲挤密钻进技术具有冲击回转钻进、空气钻进及振动钻进的优势,同普通冲洗液循环回转钻进相比,旋冲挤密钻进技术钻进效率高、施工速度快、对环境污染小、孔壁光滑钻孔稳定,在浅层地热能开发、非开挖铺管及岩土锚固工程中有广泛的应用和广阔的发展前景。仿生工程学是生命科学和工程科学交叉综合的学科,生物系统的多样性给工程科学技术研究提供了巨大（此处忽略..）的宝库,仿生技术已逐渐成为工程技术创新的源泉。仿生非光滑表面能有效的降低土体摩擦阻力和粘附力,非光滑技术已成功的应用到农业机械、工程施工机械中并取得良好的效果。旋冲挤密钻进中,冲击器外管与挤密土体的接触面积最大,土体产生的切向粘附力和摩阻力较大,将仿生非光滑技术应用到冲击器外管中能有效减小土体作用于外管的粘附力和摩阻力。分析不同表面形式外管受到的切向阻力大小、分布规律及土体内部应力分布规律,研究在冲击荷载作用下仿生非光滑外管的性能及变化规律,对合理的设计仿生非光滑外管,提高旋冲挤密钻进技术的能量利用率和钻进效率,进一步完善旋冲挤密钻进技术有（本文此处忽略..）重要意义。本文以吉林省科技厅项目为依托,对仿生非光滑外管模型在挤密土体中的降阻减粘机理进行分析研究及有限元模拟分析,重点进行仿生非光滑外管模型的室外模拟试验,研究仿生非光滑表面在冲击载荷下降阻减粘性能。1、仿生非光滑表面能有效减小与土体的接触面积,破坏土体中水在接触界面形成的水膜,从而大幅降低土对触土部件的粘附力和摩阻力。冲击器外管周围土体在钻头挤密作用下发生压缩,土体回弹对外管产生较大的正向土压力；土壤中孔隙水也会在外管表面形成水膜,钻进过程中外管受到土的粘附力和切向摩阻力较大。将仿生非光滑表面应用到冲击器外管的结构改进中,设计仿生非光滑表（本文此处忽略..）面外管,可以有效降低土体对冲击器外管产生的粘附力和摩阻力,提高冲击器能量利用率,提高旋冲挤密钻进工作效率。2、基于界面接触高度非线性理论,考虑外管贯入土体过程的材料非线性和几何非线性,借助ANSYS软件建立二维有限元分析模型：外管与土体接触方式为“刚体—柔体”面—面接触,采用基本库伦摩擦定律；采用小孔扩张理论并施加位移荷载模拟外管贯入土体的过程,数值模拟结果表明：光滑外管与土体处于稳定的接触滑动状态,切向阻力最大；凹槽形外管与土体接触有明显的不连续,凹槽部位与土体不发生接触,其余部位切向阻力也较小；凸包形外管凸包下表面与土体发生接触,切向阻力（此处忽略..）大,成为挤密土体的一个切削点,不利于冲击能量的充分利用。3、根据现有仿生非光滑表面的研究资料和有限元分析结果,设计仿生非光滑外管模型,并进行室外试验：凹槽形和凹坑形仿生非光滑外管能有效的降低挤密土体对外管的粘附力和摩阻力,冲击高度80cm、入土深度20cm至30cm时,凹槽形外管的冲击能量消耗可减少44.4%；仿生非光滑外管的降阻减粘效果随非光滑单元体数量增加有所提高,随冲击功提高有增加的趋势；凹槽形仿生非光滑表面的降阻减粘效果优于凹坑形,且易于在旋冲挤密冲击器外管上加工,因而凹槽形仿生非光滑表面更适合旋冲挤密冲击器外管的结构改进。

以上为本篇毕业论文范文旋冲挤密冲击器结构优化及实验研究的介绍部分。

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