混沌振动在压实作业中应用的仿真研究

混沌理论是自本世纪70年代发展起来的。它与机械振动理论相结合而形成 的新学科——混沌振动，更是一个崭新的科研领域。在过去的近20年时间里， 国内外在混沌振动的理论研究方面都取得了巨大的进展；但有关混沌振动在工程 中的应用，成果尚少；尤其是在大型工程机械中的应用研究，国外未见报道。本 文的目的是用具有宽频功率谱的混沌激振器代替传统的单频激振器，研究高效混 沌振动压路机。 本文首先介绍了混沌振动的基本概念；评述了混沌振动识别的定性和定量方 法；对有关参数的选择进行了研究；给出了计算最大Lyapunov指数、相关维数 和周期比的算法；在对不同方法对比分析的基础上，选出了本文拟采用的识别方 法。 其次，建立了“ CVE—2型三偏心混沌激振器”和混沌振动压路机“机架— 振动轮—土”系统的数学模型，并在激振器的不同参数条件下，对数学模型进行 了数值仿真和混沌识别；研究了“混沌激振器”和“机架—振动轮—土”系统的 混沌特征与激振器参数之间的关系。 然后，通过实验测试，证实了14吨混沌振动压路机振动轮的真实振动是混 沌的；从混沌识别的角度讲，仿真结果与测试结果趋势一致。 最后，对“混沌”与“普通”振动压路机的压实参数进行了对比分析；结果 表明：14吨混沌振动压路机的压实性能优于普通振动压路机。