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1、摘要dynamics model about that Vibration roller simplification. The second modelssimplification is on the first model bases, at the same time, the particle mass of the soilbody is also considered, through establishing the model to find the solution to getparticle trajectory of the analytic expression.
2、At last, make using of numerical valueanalysis method to study an impact of every parameter over motion trajectory. UsingFortran high- level programming language software and the Origin to Depict theparameters of the function relation between curve. On the basis we will analysis animpact of vibratio
3、n parameter. Intelligent roller particle dynamics model in the study,The vibration parameters on the effect of vibration response：One, the change of vibration parameters affecting the track, But differentparameters in different range of the influence of different level.oovariation, vertical vibratio
4、n force and the level of amplitude vibration forcerespectively according to the sine cosine changes.Three, change vibratory wheel axis and horizontal angle to finish verticalvibration to horizontal vibration, and adjust the amplitude and realize flexible invertical and horizontal directions of vibra
5、tion.Adjust vibration parameters can change the vibration of the wheel, real- timemonitoring of vibration compaction effect as reference for, to realize theintellectualized control roller provides a quantitative basis.KEY WORDS: Vibratory Roller，dynamics model，intelligentized，vibrationsystemDisserta
6、tion Type: Applied Foundation ResearchIVTwo, according to the dynamic equation, when the deflection Angle in 0 90第 1 章 绪论第章 绪论1.1 振动压路机的发展概况滚动压实原理在工程上的应用起源于中国，我国在一千多年前的隋唐时期就使用了人力或畜力拖动的石磙，这种石磙适用于修筑驿道，能够边滚边压实。压路机已经有 100 多年的历史了，全世界主要压路机制造企业有 1000 家左右，主要分布在德国、瑞典、美国、日本等。西方工业革命之后，英国在 1860年发明了以蒸汽机为动力的自行式三轮
7、压路机，并于 1865 年投入了生产， 20 世纪初以来，随着现代工程技术的发展，世界上的工业发达国家都普遍重视了压实技术和压实机械的发展。美国人最先使用了振动压实技术，并发明了拖式振动压路机；瑞典专家于 1957 年研制成功了轮胎驱动自行式振动压路机。60 年代以来，随着振动压实技术理论的深入，涌现出了各种结构型式的振动压路机1,2。压实机械通常区分为压路机和夯实机两大类。按施力工作原理的不同，压路机现已形成静作用压路机、轮胎压路机、振动压路机和冲击式压路机四大系列1。纵观压路机的发展史，曾经出现过两次大的进步：第一次是振动压实技术和振动压实机械的出现，从此压实效果的增长不再简单地依赖于静重
8、的增长；液压技术在压路机上的应用是第二次进步，从而在 20 世纪 70 年代末期出现了调频、调幅的振动压路机，为参数的优化调节及其智能化奠定了基础。1.1.1 智能化振动压路机的发展史随着现代化新技术革命的兴起，振动压路机也进入了一个新的发展时期，智能化的压路机也已成为新的发展趋势1 ,4，并已初具雏形。普通振动压路机振动力的方向是不可控的，振动力的大小是通过人工方式根据操作者的经验进行调节的，由于人工控制振动力的大小具有很大的随机性，因而提出了智能压实控制技术的需求，而所谓的智能压实控制就是根据受压材料的密实度变化状况，自行调节振动力的大小和方向，以达到最佳压实效果和更高质量的道路表面。智能
9、振动压路机可以在压实度仪的监测下，根据压实材料密实度变化的情况适时调整振频、振幅、振动方式和行驶速度等工作参数，压路机可始终处于最佳工作状况，使司机专注于压路机的驾驶，提高了路面施工的质量和效率。目前，国内的厂家已经意识到智能化振动压路机的市场潜力，已经着手进行这方面的研究工作，并取得了一定的成绩。比较典型的是长沙建设研究院以及中联重工科技发展股份有1河南科技大学硕士学位论文限公司。他们一直致力于智能化压路机地开发与实验工作，到目前为止，取得了较为显著的成绩。如在压路机振动状态的转换技术方面，处于国内领先水平；在压路机的振幅调节技术方面，具有独立的知识产权，已经生产出国际先进水平的智能化防滑转
10、系统（ANTI-SPIN）；利用黑箱原理，研制出了“压实度计”；此外，在 GPS 定位技术研究与开发方面，也走在了同行的前列，其子公司已经开始研究 GPS 定位技术的相关产品，并取得了可喜的成果，相信不久，将会应用在其“智能化”振动压路机上。1.1.2 国内外振动压路机的研究动向及发展趋势80 年代初期以来，国外各大压路机制造公司通过大量的实验工作和理论研究，特别是振动压实理论的研究与应用，把压实技术推向了一个新水平1,3,5 。压路机主要经历了静碾压路机、冲击压路机、振动压路机和混沌压路机等几个发展过程，为了满足不同施工条件的需要，国外压路机的产品系列不断地趋于扩大和完善，就振动压路机而言，
11、从自重仅 300kg 的手扶式振动压路机到 20t 的超重型自行式振动压路机，都按不同的系列进行生产，衍生出压实粘土的、压实干硬混凝土的、压实沟槽的、压实边坡的、带凸块的和蟹行的等多种变型产品。目前正朝着智能化压路机、无人驾驶压路机、嵌入 GPS 的智能化压路机的方向发展4,7。目前国内外最具有代表性的振动压路机的动力学模型3,5,6 有：1.振动压路机 “振动轮-土壤”动力学模型5 ：对此模型的分析可以看出，当振动压路机的激振力一定时，激振力对地面作用力的有效值越大，则振动压路机对地面的作用力 F 也越大，提高有效值的关键在于合理选择工作频率和振幅。2.二自由度的线性 “土壤-压路机”系统动
12、力学模型5,6 ：该二自由度的线性模型，通过改变系统的输入参数，可以识别振动轮在不同土壤参数（即不同压实工况下）的振动行为和特性，同时可以很好的了解土壤 压路机系统的动力学响应特性。该模型为压路机动力学参数的选择，研究各参数对振动压路机性能的影响以及合理评价振动压路机性能提供了一定的理论依据，在后续的该领域的研究中也受到了很多人的引用。3.二自由度的非线性“土壤-压路机”系统动力学模型5,6：由于被压实介质与压路机系统复杂的力学作用关系，用线性模型来描述这一振动系统不能客观的表达被压实介质的非线性力学特性，工程界开始对非线性振动系统模型进行了研究，首先是考虑跳振情况的非线性模型，即把原来线性模
13、型分为耦合和脱耦两个工况，把这种非线性模型称为分段线性模型。此模型是通过分析判断振动轮是否2第 1 章 绪论跳离地面和分析振动轮离地是否具有规律性的方法研究振动轮的动力学响应特性，把振动轮的振动行为分为周期、分岔和混沌 3 个状态，并认为压路机跳振进入不稳定状态时不利于路面压实，应尽量避免。4.二自由度的非线性“振动压路机-土壤”系统动力学模型 5,8,19,20：目前为止，大部分的振动压路机研究都是采用经典的两自由度模型，而且把压路机-土壤系统看成是线性系统，这种模型的局限性在于没有考虑驾驶室的振动情况，只是一级减振系统；另外压路机-土壤模型简化成线性系统无法较真实的反映实际的非线性系统。基
14、于以上考虑提出了一种二级减振结构的压路机-土壤的非线性模型，并对该系统用 MATLAB 软件进行动力学仿真研究 9,16。其模型为考虑到压路机工作时路面的情况变化很大，如弹性系数、阻尼系数等均会发生变化，所以采取模仿真实情况，改变土壤弹性系数，对原土壤弹性系数的两倍的情况进行了计算机仿真，发现了驾驶室的振动是不容忽视的，此外在土壤刚度增大的情况下，根据混沌运动的定性识别方法可以推测系统在运动过程中很可能出现了混沌运动，这种规律必将对人们在对压路机的工作过程有了更深的了解。1.2 选题的理论意义与实用价值现代公路建设的高速发展，越来越依靠先进的机械化施工设备。其中压实机8分的压实，达到要求的密实
15、度，以减少路基和路面在行车载荷作用下产生的永久变形，增加路基土和路面材料的透水性和强度稳定性，增强路面的使用性能和延长路面的使用寿命。统计表明，基础密实度每提高 1%，基础承载能力就提高10%，若是沥青混凝土路面密实度每提高 1%，则承载能力和使用寿命就提高 10-15%，从这组数据看出比例是相当大的，更加表明了压实机械的重要，从而为智能化振动压路机的问世创造了必要的推动条件，是一个必然的发展结果。为了满足不同的施工条件，更新压实技术，开发新的压实设备，对进一步提高压实质量和压实效率，具有重要的现实意义和良好的社会、经济效益，具体的现实效益有：1. 新型压实设备开发、新的压实技术的探讨和创新，提高压实设备的设计和技术水平，并带动相关技术发展，创造良好的社会效益。2. 通过全新压实设备的研究，推动压实设备性能的全面提高，推出适应市场要
