[發(fā)明專利]一種基于單側(cè)振源的重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)隔振溝的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410146389.0
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103942378A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李富平;楊恩芝;劉志峰;田楊;張珂;寧越
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于屏障隔振技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于單側(cè)振源的重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)隔振溝的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法。

背景技術(shù)

重型數(shù)控機(jī)床是我國能源、航天航空、大型艦船、汽車等行業(yè)發(fā)展的急需，是衡量一個(gè)國家技術(shù)水平和綜合國力的戰(zhàn)略物資。重型數(shù)控機(jī)床作為加工制造大型、特大型零件的工作母機(jī)，其精度直接決定著所加工的大型零部件的精度。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和高性能科技產(chǎn)品對零件精度和表面完整性的要求越來越高，機(jī)床加工精度要求也越來要高，為保證加工精度，除機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理以外，外界環(huán)境振動通過地基基礎(chǔ)傳播到機(jī)床，對機(jī)床加工精度的影響也不可忽視。

振動的實(shí)質(zhì)是振動波沿地表的傳播，因此可以通過設(shè)置屏障對振動波進(jìn)行攔截從而達(dá)到隔振的目的，這就是屏障隔振的基本原理。屏障隔振與傳統(tǒng)方法相比具有造價(jià)低、不易損壞、耐久性好、施工簡單和可以作為結(jié)構(gòu)一部分等優(yōu)點(diǎn)。

國內(nèi)外很多學(xué)者在隔振方面進(jìn)行了大量研究，Woods提出了近場主動隔振和遠(yuǎn)場被動隔振的概念，但未提供定量分界線，Lysmer最早提出距離波源2.5LR為分界線，Haupt提出了2LR作為近場與遠(yuǎn)場隔振界線。國內(nèi)邱暢也分析了近場與遠(yuǎn)場界線的取值。屏障隔振措施可分為連續(xù)屏障和非連續(xù)屏障，前者包括隔振溝、隔振墻等;后者一般有排樁、排孔等。Woods和Haupt對空溝屏障隔振進(jìn)行過系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。Chouw和Andersen等通過研究得到空溝隔振效果好于屏障隔振的結(jié)論。邱暢等分析了影響屏障隔振效果的主要參量，研究了使屏障隔振效率降低甚至失效的入射波全透射現(xiàn)象，指出了柔性屏障隔振易出現(xiàn)這一現(xiàn)象。高廣運(yùn)等把填充溝看作存在于彈性半空間的異質(zhì)體，運(yùn)用瑞利波散射的積分方程，對填充溝遠(yuǎn)場被動隔振進(jìn)行了三維分析，得出剛性材料比柔性材料具有更好的隔振效果;當(dāng)屏障深度超過一倍瑞利波波長后，屏障深度對隔振效果的影響很小。而Adam等則認(rèn)為填充溝槽采用柔性材料(其極端為空溝)隔振效果好于剛性材料，可見存在相互矛盾。總的來看，屏障隔振機(jī)理的探討尚不深入。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于單側(cè)振源的重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)隔振溝的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法，隔振溝采用直線型長溝，通過調(diào)整溝的長度、深度、寬度、及溝與重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)的距離，并且對比分析空溝和各種填充溝，以得到符合重型數(shù)控機(jī)床隔振要求的隔振方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案為一種基于單側(cè)振源的重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)隔振溝的設(shè)計(jì)與調(diào)整方法，該方法工作流程如下，

（1）確定隔振溝長度

隔振溝長度一定要滿足圓心角（90°-180°）的要求，并且根據(jù)施工及經(jīng)濟(jì)因素條件采取直線隔振溝。

（2）隔振溝深度的設(shè)計(jì)調(diào)整

在溝寬、隔振溝位置固定不變及其他設(shè)計(jì)參數(shù)相同的情況下，進(jìn)行不同隔振空溝深度（1m-20m）的隔振效果對比，并要綜合考慮被保護(hù)對象的振動要求及施工要求，選擇合適溝深。

（3）隔振溝寬度的設(shè)計(jì)調(diào)整

固定隔振溝深度不變，溝位置不變及其它設(shè)計(jì)參數(shù)相同的隔振空溝，溝寬度取為不同數(shù)值（1000mm-2000mm之間）。通過不同寬度的隔振空溝隔振效果對比，并綜合考慮工程施工和經(jīng)濟(jì)因素等各方面要求，確定合適的隔振溝寬度。

(4)隔振溝位置（即隔振溝距離重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)的距離）的設(shè)計(jì)與調(diào)整

固定隔振溝的長度、寬度、深度、隔振材料及其他設(shè)計(jì)參數(shù)，通過改變隔振溝離需要隔振的重型數(shù)控機(jī)床地基基礎(chǔ)的距離（0-3000mm），分析隔振溝的位置變化時(shí)其隔振效果，并結(jié)合工程實(shí)際確定隔振溝的合理位置。

（5）隔振溝內(nèi)填充材料的設(shè)計(jì)與調(diào)整

隔振溝的長度、深度、寬度、隔振溝距離被保護(hù)對象距離固定不變，及其他設(shè)計(jì)參數(shù)相同，隔振溝分別采取空溝、填充溝，填充溝又分為柔性材料（泡沫或橡膠）、剛性材料（混凝土或鋼），柔性材料與剛性材料同時(shí)使用，這種情況又分為以下兩種：A沿隔振溝寬度方向等分成三層，柔性材料填充在中間一層，兩側(cè)填充剛性材料；B沿隔振溝寬度方向等分為三層，中間填充剛性材料，兩側(cè)填充柔性材料；C沿隔振溝寬度方向等分成三層，中間一層不填充（相當(dāng)于填充材料為空氣），兩側(cè)填充剛性材料。分別對這幾種情況進(jìn)行隔振效果對比，確定每種情況的隔振效果及特點(diǎn)，然后根據(jù)工程要求確定采用哪種隔振材料。