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毕业论文(设计)

课题名称：振动平板夯的有限元分析

学生姓名：

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专业年级：

指导教师：

职称：

毕业论文(设计)起止时间2013.3——2013.6

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一本课题来源及研究的目的和意义

、

1.1来源

自拟题目

1.2研究的目的和意义

振动平板夯的应用十分广泛，无论在国外还是在国内，振动平板夯的技术都还处于探索阶段，

还有许多技术问题有待解决。主要犹豫其内部零部件复杂的工作状况和严苛的工作条件，使得对

平板和工作过程实验和模拟变得困难。难以在试验中找出相应的数据，对平板夯进行改善，抑制

了平板夯的发展。目前国外比较流行的是利用有限元的方法，对复杂零部件进行力学的分析。包

括静力学分析，线性，非线性分析，震动，疲劳等分析内容。这使得原本复杂的实验变得简单，

工程师，可以在电脑上模拟复杂的工作过程，采集到有用的数据，对平板夯的发展起到了开创性

的意义。

二、本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状

2.1特点

振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。

振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，

同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振

频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实

程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。

振动平板夯在工作跳起时都要维持一定的跳起高度，一般在0.4-0.8mm之间。振动平板夯在

达到同样激振力时，平板夯的工作频率越高，其所需的振动质量就越小，从而其整机质量就越轻。

但是，由于大部分平板夯都使用汽油发动机作为动力源，而汽油发动机能承受的振动有限，所以

工作频率越高，其隔振要求就越高，从而对各部件的技术要求就越高。

2.2有限元简介

有限元法是一种为求解偏微分方程边值问题近似解的数值技术。求解时对整个问题区域进行

分解，每个子区域都成为简单的部分，这种简单部分就称作有限元。它通过变分方法，使得误差

函数达到最小值并产生稳定解。类比于连接多段微小直线逼近圆的思想，有限元法包含了一切可

能的方法，这些方法将许多被称为有限元的小区域上的简单方程联系起来，并用其去估计更大区

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域上的复杂方程。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一

个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得

到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多

数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行

之有效的工程分析手段。

三、课题的研究内容、目标及可行性分析3.1研究的内容

(1)查询资料，了解电动平板夯的结构，系统现状，掌握其国内外发展趋势；

(2)建立平板夯的三维模型；

(3)对主要零部件进行有限元计算分析

(4)对分析结果进行数据评测，提出优化方案

(5)撰写论文

(6)准备答辩

3.2需要克服的问题

（1）平板夯的工作原理，决定其在工作过程中受到各种各样的震动和撞击，在结构设计过

程中需要考虑零部件的防撞性能。对主要受力部件进行结构力学分析校核。

（2）有限元分析方法的理解和运用

（3）对有限元分析结果的认识和数据评估，在分析得到的数据基础上提出优化的方案

3.3有限元分析结果方案优化

提出了利用ANSYS优化分析功能对结构进行优化分析的方法,通过平板夯的优化分析介绍了

用有限单元法解决实际问题,实现优化设计的全过程,说明了用ANSYS优化分析功能实现结构优化

分析的可行性,从而为其它复杂结构的优化分析提供了新的方法和科学依据.

3.4设计目标

设计：三维图（SW），有限元计算过程，流程图片，设计说明书一份。

四、完成本课题的工