[發明專利]一種壓路機振動系統數字模型的建立方法

在審

• 申請號: 202111139861.4
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113792441A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 侯園園;厲震;李貝;鐘飛;史正文;邵發展;郝鹿坤
• 申請（專利權）人: 徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E01C19/28;G06F119/14
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 陳鵬

本發明公開一種壓路機振動系統數字模型的建立方法，先建立剛柔耦合模型，采集試驗測試數據，利用試驗測試數據對模型迭代結果進行判定，直至模型輸出達到要求，建立最終的振動系統數字模型。本發明的壓路機振動系統數字模型的建立方法，通過搭建壓路機振動作業剛柔耦合模型，并結合設計試驗測試相關參數，能夠切實可行的在壓路機實際作業狀態下，獲得壓路機振動參數以及壓實地面。

技術領域

本發明涉及一種壓路機振動系統數字模型的建立方法，屬于非道路移動機械動力學模型領域。

背景技術

在非道路移動機械領域中，對壓路機機械裝置的研究已經非常成熟，但是針對壓路機施工工藝的研究還剛剛起步。要達到以滿足客戶需求為導向，能夠為客戶提供道路施工解決方案的目標，就需要探索壓路機各項振動參數對施工質量的影響。實際施工場景下，路基路面材料種類繁多，級配不固定，鋪層厚度不統一，這些不確定性就導致如用試驗的方法采集大量數據將是一項時間跨度久，成本投入較高的工程。

而傳統理論計算所采用的機-土模型進行了大量簡化，沒有考慮軸承的影響，質量分布的影響以及壓路機振動系統變形的影響。這些都會導致在進行振動系統計算時，計算參數與實際參數存在差異。

此外，在實際工作中，通常利用加速度傳感器對壓路機振動系統進行測試，如果傳感器為有線傳輸，那么傳感器就需要安裝在不隨振動輪轉動的側板上，這種情況下測得的數據與鋼輪真實參數不能完全等同；如果傳感器為無線傳輸，那么傳感器可以安裝在振動輪內側隨振動輪轉動，這種方法能夠直接獲取鋼輪的振動信息，但是對壓實有用的是垂直方向的振動情況，因此需要對所測得的數據進行處理變換。這種方法，不僅對傳感器有要求，也給測試工作帶來了不便。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種壓路機振動系統數字模型的建立方法，能夠根據測試數據得到振動輪的實際振動參數及振動輪所壓實介質的變化情況。

為了實現上述目的，本發明采用的一種壓路機振動系統數字模型的建立方法，先建立剛柔耦合模型，采集試驗測試數據，利用試驗測試數據對模型迭代結果進行判定，直至模型輸出達到要求，建立最終的振動系統數字模型。

作為改進，所述剛柔耦合模型包括機械結構模型和機-土振動模型；

所述機械結構模型和機-土振動模型包括鋼輪、激振器、軸承、左右兩側減振器、鋼輪左右側板、鋼輪安裝框架、配重及接觸的壓實地面。

作為改進，建立剛柔耦合模型時需對軸承和地面進行細化，對激振器和減振器進行柔性化。

作為改進，采集的試驗測試數據包括：用于對機械結構模型進行判定的振動系統懸空振動試驗測試數據；及用于對機-土振動模型進行判定的實際工況試驗測試數據。

作為改進，所述懸空振動試驗具體為采集鋼輪上方、鋼輪側板和框架上的加速度信號；

懸空振動試驗的試驗參數依據具體的壓路機振動參數范圍，選取三組以上振動參數進行試驗，其中重復性試驗不少于兩組。

作為改進，所述的實際工況包括壓實級配土和水泥穩定土，試驗時的壓路機行走和作業參數，按照實際施工要求確定；

其中，所采集的信號為鋼輪側板和框架上的加速度信號。

作為改進，所述機械結構模型的判定方法為：

將處理好的機械結構模型進行動力學仿真，測試仿真模型上相應位置處的加速度數值，將該數值與懸空振動試驗所測得的數據進行判定，直至兩者結果基本吻合，模型迭代結束。

作為改進，所述機-土振動模型的判定方法為：

將判定合格的機械結構模型加上地面模型，即為機-土振動模型，將該模型按照不同工況條件進行動力學仿真，將仿真數據與實際工況試驗測試所得的數據進行判定，直至兩者結果基本吻合，可確定此時模型的各項可調整參數。