基于数字孪生技术的桩机姿态与工况监测系统

针对振动式打桩机操作人员视野受阻、桩体姿态监测困难、无法实时监控桩机运行工况等问题,提出一种基于数字孪生技术的桩机姿态与工况监测系统。建立反映当前状态的桩体姿态偏摆预警模型,通过分析预警模型实现对桩体偏摆预警并做出调整提示。同时监测系统还包括桩机工况监测模块、桩体姿态监测模块与虚拟模型驱动模块,实现对桩机运行数据的实时采集与传输,并建立三维动态界面,解决了传统沉桩视野受阻难题,提高了桩机的沉桩精度与工作效率。

自动打桩机在水利工程中的应用

近年来,随着科技进步,自动打桩机在水利工程中的应用受到了广泛关注。传统的桩基施工方式常常面临效率低、精确度不足及安全隐患等问题。通过对马莲河防汛桥工程案例的深入分析,探讨了自动打桩机的技术优势,并展望了其在未来水利工程施工中的应用潜力。

基于水泥搅拌桩的软土地基加固技术分析

为降低软土地基沉降,以枞阳节制闸地基基础处理工程为例,设计基于水泥搅拌桩的软土地基加固施工方案。根据工程加固施工质量要求,设计水泥搅拌桩加固施工参数;结合设计图纸要求,测量梁体轴线位置、高度;清理现场地面障碍物,机架上不能存在杂物;安装桩机,对位、调平处理桩机;搅拌钻进前制浆,钻头对准桩位,待支架稳固后,试运行各装置,确认无问题后,开始正转给浆,通过搅拌钻进与喷灰搅拌提升,完成加固施工。提出施工方案,经过实践证明,在最大荷载加至1200k N时,桩体最大沉降量为68mm,满足工程验收中单桩承载力大于950k N、沉降量小于80mm的标准,加固效果较好,可以有效控制桩基沉降,具有一定的实际应用价值。

内河深水防撞墩基础防船撞验算及措施浅析

崖门大桥航道二期防撞工程位于崖门大桥12#墩及13#墩上下游侧各20m的位置,防撞墩钢护筒直径为φ3.3m,采用铁建桩01打桩船施打,铁建桩01桩架高108m,而崖门大桥通航高度仅为48m。由于防撞墩与原有桥梁距离过小,航道通航船舶众多,为保证安全起吊钢护筒,本文结合设计图纸及现场实际情况,简单探讨了一种打桩船施打内河钢护筒时船舶防碰撞的简易验算方法及其安全措施,该验算方法及安全措施的应用,保障了海上近距离桥梁施工的安全,圆满完成了崖门出海航道二期工程防撞钢管桩基础的施打工作。

基于AMESim的液压加力压桩的压桩深度仿真研究

准恒功率液压静力压桩机能保证在整个压桩过程中有很高的功率利用率,为了便于对液压静力压桩机进行改进和加快压桩进度,有必要就液压静力加力压桩过程中,压桩油缸活塞直径和升降油缸活塞的初始高度、直径对压桩深度的影响进行研究。为此,分析了准恒功率液压静力加力压桩过程,利用AMESim仿真平台建立了准恒功率液压静力加力压桩系统的模型,设置了模型中的主要参数,并进行了动力学仿真。分析了仿真结果;仿真结果表明降低升降油缸活塞的初始高度,增大升降油缸活塞直径,或两者同时起作用,均能增大压桩深度,但作用不大;增大压桩油缸活塞直径,能有效地增大压桩深度,加快压桩进程。

基于复合式同步控制策略和模糊PID控制算法的振动打桩机的智能控制器研究

将同步控制思想应用在振动打桩机中,实现在线无级调频调矩,从而提高打桩效率。针对电液伺服系统存在的非线性、时变性以及模型不确定性等特点,利用单片机的计算优势,融合复合式同步控制策略和模糊控制理论,构成一种智能型模糊PID参数同步控制系统。实验结果表明:模糊PID控制器可以改善系统的动态特性,控制效果明显优于常规PID控制器。

“三化”综合设计法在产品质量综合评价中的应用

将“动态优化设计、智能化设计和可视化设计”的产品“三化”综合设计法与模糊理论相结合,提出了产品质量等级评定的多级模糊综合评价模型·该模型以产品的结构性能、工作性能和工艺性能构成相关因素集,以产品的质量等级构成决策评价集·首先对相关因素集内的各项性能分别进行初级模糊评价,然后利用初级评价结果和决策评价集完成产品质量的二级模糊评价·以新型液压振动沉拔桩机为例,对其产品质量进行了综合评价,同时也对设计方法进行了评价与验证·利用此方法可以找出各产品在结构性能、工作性能与工艺性能三方面的差距,为评价与提高产品总体质量提供科学的决策依据·

加力压桩液压系统的动力学建模与仿真

为了便于对液压静力压桩机进行改进,介绍准恒功率液压静力压桩机的结构、工作原理、压桩过程,以及建立准恒功率液压静力加力压桩系统动力学模型的相关理论。分析准恒功率液压静力加力压桩过程,利用AMESim仿真平台建立准恒功率液压静力加力压桩系统的动力学模型,设置模型中的主要参数进行动力学仿真,并分析动力学仿真结果。仿真结果表明:增大升降油缸活塞直径,能减小压桩机加力压桩时的机身速度,增大压桩机加力压桩时的加速度;增大升降油缸活塞的初始高度,能减小压桩机加力压桩时的机身速度和加速度;降低压桩机升降油缸活塞的初始高度,或增大压桩机升降油缸活塞直径,均能减小压桩机加力压桩时压桩机的机身位移。

静力压桩机的PLC自动调平控制系统的研究

为使静力压桩机在工作过程中能够实现实时自动保持机身水平与水平升降 ,设计了一种基于PLC的压桩机电液自动调平系统。该系统具有原理简单、控制性能稳定可靠和性能价格比高等优点。实践证明 ,使用该系统不但缩短了机身的调平时间 ,提高了调平精度 ,而且提高了桩的垂直度和压桩质量 。

水压式打桩机冲击器液压系统建模与仿真分析

分析了水压式打桩机冲击器的工作机理,根据功率键合图理论构建了其液压系统的键合图模型。以AMESim软件为平台,搭建了水压冲击器液压系统的仿真模型,通过设置参数,对该模型进行仿真,得到了冲击活塞和阀芯的运动曲线,继而分析了活塞和阀芯的位移、速度、加速度随时间的变化规律。通过依次改变流量、溢流阀调定压力、活塞质量、前腔阀口开口长度和中腔阀口开口长度等参数,仿真分析了各参数对冲击性能的影响规律。结果表明:水压式打桩机冲击器液压系统流量达到额定值后,继续增加流量不能有效提高冲击性能;设置较高的溢流阀调定压力能充分利用输入水压能,显著提高冲击性能;活塞质量增大会降低冲击性能;增大前腔阀口开口长度可以提高冲击性能;增大中腔阀口开口长度反而使冲击性能降低。研究结果为水压式打桩机冲击器结构设计与优化提供了理论依据。

液压静力沉桩机钳口调心结构的研究

对夹桩及压桩时钳口及桩的受力以及危险截面的位置进行力学分析 ,并在对现场情况进行细致观察的基础上 ,结合现场实践和理论研究设计了准球头式钳口调心结构。理论分析和实践证明 ,准球头式双层调心结构实现了钳口内表面与桩表面的良好贴合 ,具有造价低 ,结构简单 ,夹桩安全 。

液压静力压桩机夹桩机构的有限元分析

为了减少液压静力压桩机夹桩机构压桩过程中的应力和变形,促进液压静力压桩机夹桩机构的改进,提高压桩质量,简述了抱压式液压静力压桩机的夹桩、压桩工作原理,利用ANSYS软件建立液压静力压桩机夹桩机构的参数化模型,设置模型中的主要参数,利用有限元系统内嵌的命令流式程序设计语言APDL编辑夹桩机构命令流式程序,对夹桩机构进行系列化有限元仿真分析,得出夹桩机构的等效应力云图、最大等效应力和最大合变形,并对仿真结果进行了分析和研究。仿真结果表明:夹桩、压桩时的夹桩机构的等效应力及位移分布不同;增大夹桩机构的压桩力和泊松比,以及在保证能正常压桩条件下,适当减小夹桩力能有效地降低液压静力压桩机夹桩机构的最大等效应力;增大夹桩机构的弹性模量和减小夹桩机构的压桩力,以及在保证能正常压桩条件下,适当减小夹桩力能有效地降低液压静力压桩机夹桩机构的最大合变形。

大直径螺杆桩机变径钻具的结构设计

为降低螺杆桩机的钻进阻力,实现大直径螺杆桩的施工,提出一种直杆段直径小于螺纹段直径的钻具结构。通过对桩体和钻具进行受力分析,以钻进功率与桩体螺纹段承载力之间的比值最小化为目标函数建立优化模型,并采用MATLAB和ANSYS软件对模型进行计算和仿真,设计一款符合施工要求的大直径变径钻具。结果表明:本文设计的变径钻具不仅使桩体螺纹段承载力提升25%,同时使钻进功率至少降低了16%。此外,变径钻具的构造外型还可以扩展桩机的成桩范围,使"一机多桩"成为可能。

液压驱动控制的偏心回转系统同步特性

以液压振动桩锤这种大功率惯性振动机械为对象,用机电液耦合动力学理论研究液压驱动控制的偏心回转系统的自同步特性问题。建立无相位差监控的惯性振动机同步系统的机电液耦合模型,对该模型进行仿真研究,分析摩擦转矩、动刚度、动阻尼、激振器结构参数和液压马达泄漏等各种因素对自同步系统稳定工作过程和过渡过程的影响。建模和仿真结果显示,上述各种因素之间及其与振动机的机体之间相互影响、具有复杂的耦合关系,可以通过修正阻尼、刚度、泄漏系数及激振器结构参数等,来提高同步效果,其中刚度和泄漏系数调节效果最明显。研究表明,建模仿真正确反映了上述各种因素影响与振动机的机体之间的耦合关系,对于优化液压驱动的振动机械机电液系统设计具有理论指导意义。

基于嵌入式Linux的液压静力压桩机吊装过载安全监控

针对实现液压静力压桩机吊装部分智能化的需求,提出了一套基于S5PV210处理器和嵌入式Linux操作系统的安全监控系统设计方法.通过多传感器对静力压桩机吊装部分的各种工况进行实时监控,以判断其工作状态并实现图文和声光报警提示;并通过Linux操作系统记录保存吊装部分运行状态及操作信息,实现类似黑匣子功能以便于事故记录查询.试验实践结果表明,该套系统能够有效地防止静力压桩机吊装部分出现过载问题,实现了安全监控保护功能.

打桩锤液压系统的设计及动态仿真

液压打桩锤是一种新型打桩设备。设计出这种桩锤的新型液压系统, 建立系统的数学模型, 并运用软件里的Simulink工具箱在计算机上进行数值仿真求解, 绘出相应曲线图, 从理论上对该系统进行研究。

液压同步模糊控制系统的设计与优化

针对静力压桩机液压系统非线性时变的特点,提出一种基于协调控制的同步控制策略,在两执行器分别进行位置PID控制的基础上,对同步误差采用模糊-PI控制策略。使用遗传算法优化位置PID控制器参数时,利用罚函数控制允许的系统超调量大小;对每个同步误差等级和误差变化率等级分别引入加权因子α和β,实现模糊规则的自动提取;应用遗传算法优化设计模糊规则提取的加权因子和模糊控制器的量化因子、比例因子。仿真结果表明,当静力压桩机控制对象参数变化±20%时,两执行器的同步误差可控制在±1·5mm之内。

准恒功率设计方法在液压静力压桩机中的应用

针对常规液压静力压桩机的设计方法存在动力源能量利用率低以及大吨位桩机形成困难等问题，结合压桩实际工况，提出和分析了准恒功率设计方法应用于液压静力压桩机设计中的设计原理、准则和实施途径，并将其与常规的恒流量设计方法进行了比较研究．理论分析和实际应用结果表明，应用该方法研究开发的ＺＹＪ系列液压静力压桩机高效节能效果十分明显，并且较好地解决了高压桩速度和大压桩力之间的矛盾。

静力压桩机自动调平系统的逆动力学模型研究

静力压桩机调平系统的逆向动力学模型是求解自动调平控制系统的关键,压桩机实时控制过程中出现"虚腿"的原因之一即是缺少动力学分析。为此,从压桩机的结构入手,考虑平台运动和液压控制系统的耦合,建立调平机构动力学模型,并对其进行动态过程研究,结果满足调平系统快速高精度的要求,自动调平运动过程中未出现"虚腿"现象。

静压桩机油箱散热优化

利用FLUENT有限体积法,应用标准κ-ε方程湍流模型,建立了320t静压桩机油箱的三维速度场和温度场模型,并通过实验获得了优化前、后油箱内部的温度曲线。实验结果表明,增加换热管后,油箱的最高温度由348.12K降为347.08K,验证了仿真计算的正确性与油箱散热优化的合理性。