本文選題：螺桿樁鉆機 + 鉆塔��； 參考：《山東大學》2017年碩士論文

【摘要】：本論文針對全液壓螺桿樁鉆機的鉆塔結構開展研究。通過查閱國內外相關文獻,掌握了相關領域發(fā)展動態(tài)。對鉆塔的關鍵部位進行設計,對鉆塔的剛度、強度、穩(wěn)定性進行計算校核。建立了鉆機鉆塔的靜力學模型,通過有限元仿真進行驗證,分析了鉆塔在典型工況的受力狀態(tài)下的力學特性。推導了鉆塔重量優(yōu)化設計的數(shù)學模型,結合仿真分析中應力分布的數(shù)據(jù),對鉆塔結構的輕量化進行分析。論文主要研究內容如下:(1)概述國內外螺桿樁機鉆塔的研究現(xiàn)狀,以及鉆塔優(yōu)化設計的研究現(xiàn)狀。分析全液壓螺桿樁鉆機和鉆塔的結構特點以及現(xiàn)有樁機鉆塔的不同結構方案的優(yōu)缺點,得出適合本課題中全液壓螺桿樁鉆機的結構方案。結合全液壓螺桿樁鉆機鉆塔的工作特點和螺桿樁施工的工藝,分析了螺桿樁鉆機鉆塔在施工過程中的受力情況,得出鉆塔的在典型工況下的受力狀態(tài)。(2)設計鉆塔的主體橫截面、連接法蘭定位銷、連接螺栓組等關鍵部位。對鉆塔的起塔力進行計算分析并確定起塔油缸的選用規(guī)格。對鉆塔的剛度、強度、穩(wěn)定性進行計算校核,結果證明鉆塔符合設計要求。(3)構建了全液壓螺桿樁鉆機鉆塔主體部分的結構模型,通過有限元仿真進行驗證,分單純受壓和同時受扭受壓兩種典型工況,分析了鉆塔在兩種工況的受力狀態(tài)下的力學特性,得出螺桿樁鉆機鉆塔的應力和變形情況。結果證明鉆塔結構存在薄弱點需要加強,并且存在多余部分,可以在鉆塔的結構上進一步進行優(yōu)化。(3)推導鉆塔重量優(yōu)化設計的數(shù)學模型,制定出鉆塔拓撲優(yōu)化的步驟,結合仿真分析中應力分布的數(shù)據(jù),對鉆塔結構的輕量化進行分析,獲得優(yōu)化結果,并提出鉆塔的改善措施,為螺桿樁鉆機鉆塔的設計和應用方面提供一定的參考。
[Abstract]:In this paper, the structure of drilling tower of full hydraulic screw pile drill is studied. By consulting the relevant literature at home and abroad, we have grasped the development trend in related fields. The key parts of the drill tower are designed, and the stiffness, strength and stability of the drill tower are calculated and checked. The static model of drill rig is established and verified by finite element simulation. The mechanical characteristics of drill rig under typical working conditions are analyzed. The mathematical model of the optimum design of drilling tower weight is derived, and the light weight of the drill tower structure is analyzed by combining the data of stress distribution in simulation analysis. The main contents of this paper are as follows: (1) the research status of screw pile drill tower at home and abroad and the research status of optimization design of drilling tower are summarized. This paper analyzes the structural characteristics of the full hydraulic screw pile drilling rig and drilling tower, and the advantages and disadvantages of different structural schemes of the existing pile drill tower, and obtains the structure scheme suitable for the full hydraulic screw pile drill in this subject. Combined with the working characteristics of the full hydraulic screw pile drill rig and the construction technology of the screw pile, the stress situation of the screw pile drill rig during the construction process is analyzed, and the main cross section of the drill tower is designed under typical working conditions. Connecting flange positioning pin, connecting bolt group and other key parts. The lifting force of the drill tower is calculated and analyzed, and the selection specification of the cylinder is determined. The stiffness, strength and stability of the drill tower are calculated and checked. The results show that the drill tower meets the design requirements. The structural model of the main part of the drill tower of the hydraulic screw pile drill rig is constructed and verified by finite element simulation. The stress and deformation of the drill tower under the stress state of the screw pile drilling rig are analyzed in this paper, which is divided into two typical working conditions: simple compression and simultaneous torsional compression, and the stress and deformation of the drill tower under the two working conditions are analyzed. The results show that there are some weak points in the structure of the drill tower that need to be strengthened, and there are some redundant parts. The mathematical model of the optimum design of the drilling tower weight can be deduced from the structure of the drill tower, and the steps of the optimization of the drilling tower topology can be worked out. Combined with the data of stress distribution in the simulation analysis, the lightening of the drill tower structure is analyzed, the optimized results are obtained, and the improvement measures of the drill tower are put forward, which provide a certain reference for the design and application of the drill tower of screw pile drill rig.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU631

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本文編號：1866490