振动成型压实原理　　

1 振动成型压实机械的数学模型　　

振动压实机械作为室内试验设备，不可能在机械组成上完全模拟振动压路机，但必须使其压实效果能与现场压路机的现场压实效果等效。为了使振动成型压实机能模拟施工现场振动压实效果，振动成型压实机的“振动成型压实机－被压材料”的动态响应必须和“振动压路机－被压材料”的动态响应模型基本相同。

压实过程是压路机和被压材料发生复杂的相互动态作用的过程，因而对压路机的特性研究不能脱离被压实材料，应将振动压路机和被压材料作为一个闭环系统来考虑。对振动压路机的具体数学模型，1977年，美国学者e.t.seling和t.syoo进行了较系统的研究，在完全弹性理论的基础上建立了“振动压路机－被压材料”系统两个自由度的动力学模型。对振动压路机的压实机理及影响因素做了较为详细的分析。其压实系统可简化为图1，模型运动方程如下：

式中：

m2：振动轮质量；

m1：振动轮框架质量；

k1：减震器刚度；

c1：振动器阻尼；

k2：被压实材料刚度；

c2：被压实材料阻尼；

f0：偏心轴旋转产生的离心力；

fs：振动轮对被压实材料的作用力；

e.t.seling和t.syoo用振动压路机试验结果验证了此模型，大量的现场测试数据和研究工作都证实此模型的理论分析结果和实测结果是基本吻合的，可以真实反映“振动压路机－被压材料”系统的实际动态响应。

2 振动成型压实机结构　　

振动成型压实机由两个在垂直平面上对称布置的振动器施加振动力。振动器用两个自位轴承把偏心块支撑在振动轴的轴承上，通过偏心块的高速旋转对被压材料施加呈正弦规律变化的激振力。为了使激振力有级可调，把激振器的偏心块设计成由固定偏心块和活动偏心块组成，通过花键齿调节活动偏心块和固定偏心块的相对夹角实现激振力的可调。花键齿分为4隔实现激振力在同一频率下的四级可调。两个振动器的偏心块转速相等但方向相反，当振动轴带动偏心块高速旋转时，两个偏心块产生的离心力的水平分量相互抵消，垂直分量相互叠加，从而形成垂直方向的正弦激振力，使振动系统在理论上产生垂直振动，减少横向力的剪切作用，保证压实设备的稳定性。

振动成型压路机基本按照振动压路机的结构模型设计，其压实系统在结构上分为上下两部分，下车系统提供激振力和部分静面压力，上车系统提供另外一部分静面压力，振动成型压实机的上下车重量按照下车：整车＝0.6设计。用减震器把上下车系统联结起来，减震器采用振动压实平板夯所用的减震器，使上车系统模拟振动压路机的机架对振动轮的束缚作用，同时通过上车的束缚作用使下车有规律地振动。由于振幅的影响因素主要是下车系统，而压实的静重