打桩机替打环的动力学响应与结构优化分析

张将^1,2，杨柳松^1,2，刘洋^1,2，胡向军^1,2，王雷刚^1,2，符惜炜^1,2

1. 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司2. 矿山重型装备国家重点实验室

摘 要：基于非线性有限元分析方法,针对打桩机瞬态冲击系统中的替打环进行动力学响应与结构优化分析。分别建立考虑岩土影响与忽略岩土影响的冲击系统模型,通过仿真分析计算,得出冲击过程中替打环的最大弹性变形量、冲击系统稳定时替打环的Mises应力分布以及冲击系统的冲击力变化过程。针对忽略岩土影响的冲击系统,分别采用不同过渡圆角尺寸的替打环进行仿真分析计算,得出冲击过程中各替打环过渡圆角处的Mises应力变化过程、最大主应力、最小主应力。研究表明:在替打环结构设计计算时,采用忽略岩土对冲击系统影响的分析方法更为安全;在冲击过程中,随着圆角尺寸的增大,最大Mises应力逐渐减小,应力范围值逐渐减小。

关键词：打桩机;替打环;动力学响应;结构优化;