护栏打桩机

　　用三维映射表示小型振动冲击式护栏打桩机的动力学方程。借助理论分析与数值方法研究了小型振动冲击式护栏打桩机周期 n 单冲击运动的存在性与稳定性，描述了周期 n 单冲击运动的特点，讨论了激振器与桩体擦边接触引起的 Poincaré 映射奇异性对小型振动冲击式护栏打桩机周期运动与分岔的影响。通过数值仿真分析了两类周期 n 单冲击运动的转迁及混沌运动的形成过程。

　　机械动力系统内部或边界上的间隙通常使系

　　统产生碰撞振动，即零部件间或零部件与边界的往复碰撞。例如：高速列车运行中轮对与钢轨的碰撞;核反应堆中冷却管道与支座、燃料棒与反应堆壳体之间, 在流体的诱发振动过程中, 发生反复碰撞。

　　此外，还有多类利用碰撞振动达到预期工作目标的冲击机械和装置(振动落砂机、冲击振动成型机和冲击减振器等)。碰撞振动问题的研究对含间隙机械系统和冲击振动系统的动力学优化设计、可靠性分析及降低噪声等都具有重要的意义。近年来,碰撞振动系统和含间隙系统的理论[1~7]与应用[8~11]研究已取得了较快的进展。文献[12]研究了一类冲击振动成型机单冲击周期运动的稳定性、分岔及混沌形成过程，文献[13]分析了冲击振动成型机在 1∶4强共振情况下的亚谐分岔与 Hopf 分岔。本文在文[12,13]的基础上研究了一类小型振动冲击式护栏打桩机的周期运动与分岔。双质体冲击振动成型机为弹性碰撞振动系统, 其 Poincaré 映射是一个四维映射，而两自由度振动冲击式护栏打桩机为塑性碰撞振动系统，其冲击映射是三维的，两者的动力学行为有很大的差别。

　　护栏打桩机是土木建筑工程中常见的振动机械。振动护栏打桩机依赖其自重将桩体沉入土层中，当护栏打桩机质量减小或土质较硬时，桩体的贯入效率是很低的。这使护栏打桩机的小型化很受限制。在许多桩机工程中，小型护栏打桩机具有广阔的应用前景。例如，在防洪抢险的水利工地就迫切需要一种小型护栏打桩机代替人工打桩以提高效率。采用振动冲击式护栏打桩机可以有效地解决这一问题。这种护栏打桩机是在桩体振动的同时对其快速冲击，这更有效地增加了桩体的贯入效果。振动冲击式护栏打桩机要兼顾振动和冲击两个方面，属强非线性不连续系统，在不同的土壤、不同的工况下达到优化配合是困难的，其理论和实践的发展比振动护栏打桩机困难和缓慢的多。因此，对小型护栏打桩机振动冲击机理进行深入系统地研究，即有助于开发小型振动冲击式护栏打桩机的产品,也会推进大型振动冲击式护栏打桩机的发展。

　　 

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