摘 要

压路机作为重要的道路压实机械，被广泛应用于各个压实工程项目中。压路机的碾轮作为主要工作部位，其性能直接关系压路机的安全性，因此有必要对其进行强度分析。

论文分别以静压式压路机压路机、振动压路机和冲击式压路机的碾轮为研究对象，完成了以下工作：

1.介绍国内外压路机的发展历程概况以及各种类型压路机的发展现状。

2.介绍上述三种压路机的压实原理，分析压实过程中压路机碾轮各结构受力情况。

3.用常规计算方法计算压实过程中上述三种压路机碾轮的强度情况，分析碾轮强度是否满足工作需求。

4.详细介绍使用ANSYS对压路机碾轮进行有限元分析计算的方法，分别建立上述三种碾轮的三维有限元模型，进行网格划分、添加约束和作用力，最后求解碾轮所受应力。查看最大应力并检查其是否满足工作需求。

通过以上工作，本论文介绍了压路机碾轮强度的计算和分析方法，计算结果表明碾轮所受应力远小于其许用应力，因此碾轮满足工作需求，在工作过程中不会被破坏。

关键词：压路机碾轮 强度分析 ANSYS 有限元方法

Strength Analysis and Calculation of Roller Wheel of Hydraulic Roller

ABSTRACT

As an important road compaction machinery, roller is widely used in various compaction projects. Roller wheel is the main working part of the roller, its performance is directly related to the safety of the roller, so it is necessary to analyze its strength.

In this paper, the roller wheels of static roller, vibration roller and impact roller are taken as the research objects, and the following works are completed:

1. Introduce the development history of domestic and foreign roller and the development status of various types of roller.

2. Introduce the compaction principle of the three kinds of roller, and analyze the force of roller wheel in the process of compaction.

3. Material mechanics and finite element method are used to calculate the strength of the roller during compaction and to analyze whether the strength of the roller meets the working requirements.

4. Finite element analysis and calculation of roller wheel are carried out by ANSYS. The forces and constraints on roller wheel are added to the finite element model of roller wheel in turn to solve the stress on roller wheel.

Through the above-mentioned work, this dissertation introduces the calculation and analysis means of roller strength. The calculation results show that the stress of roller is far less than the allowable stress, so the roller meets the working requirements and will not be destroyed in the working process.

Key Words:roller wheel;strength analysis ;ANSYS;finite element method

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2压路机简介 2

1.2.1国外压路机发展概况 4

1.2.2国内压路机发展概况 5

1.3本文的主要研究内容 5

第二章 静压压路机碾轮强度分析和计算 6

2.1引言 6

2.2静压压路机碾轮参数 6

2.3静压压路机碾轮强度常规计算 7

2.4静压压路机碾轮强度有限元分析 8

2.5本章小结 11

第三章 振动压路机碾轮强度分析和计算 12

3.1引言 12

3.2振动压路机碾轮参数 12

3.3振动压路机碾轮强度常规计算 13

3.3.1行驶阻力计算 13

3.3.2偏心块计算 13

3.3.3振动轴强度计算 15

3.4 振动压路机碾轮强度有限元分析 16

3.5本章小结 19

第四章 冲击式压路机碾轮强度分析和计算 20

4.1引言 20

4.2冲击式压路机碾轮参数 20

4.3冲击式压路机碾轮结构分析 20

4.4冲击轮的重要参数计算 22

4.5冲击轮强度有限元分析 25

4.6本章小结 25

第五章 总结与展望 26

5.1总结 25

5.2展望 25

参考文献 28

致谢 30

第一章 绪论

1.1 引言

现在中国大力发展道路交通建设，种类繁多的道路压实机械被广泛应用于公路、铁路、机场、港口、堤坝和矿山等各种工程建设中。同时，人们对道路工程所要求的质量、技术标准以及施工速度等也有越来越高的要求。地基作为道路的关键基础，是各种建筑、车辆的主要承载体，所以地基的质量与各种建设工程息息相关。作为地基项目的主要施工机械，压路机的研究、生产与发展也受到极大重视，各种型号的压路机也随之投入到各个道路工程中^[1]。

为了确保压路机能够安全完成所需任务，计算其各部位工作时强度是否满足材料性能许用应力十分重要。国内对压路机各部位的结构强度分析大部分依然是实验测量的方式，这种传统实验方法具有所需时间长、成本高等缺陷。有限元分析方法作为新兴的计算方法凭借其拥有的强大仿真和计算能力很好地完成了压路机工作时各部位的强度计算问题。碾轮作为压路机的主要工作部位，承担了绝大部分的工作压力，因此有必要对压路机碾轮进行强度分析。利用ANSYS进行压路机碾轮仿真分析，对进行相应优化有着指导意义。

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