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液压挖掘机振动掘削减阻机理研究 - 岩土力学
第28 卷第8 期 岩 土 力 学 Vol.28 No.8
2007 年8 月 Rock and Soil Mechanics Aug. 2007
文章编号：1000－7598 －(2007) 08 ―1605―04
液压挖掘机振动掘削减阻机理研究
朱建新，赵崇友，郭 鑫
(中南大学 机电工程学院智能机械研究所，长沙 410083)
摘 要：铲刃以振动的方式作用于土壤，可以有效地降低液压挖掘机挖掘作业时的阻力。从理论上研究了振动掘削岩土的减
阻机理，土壤剪切试验结果表明，振动载荷能够使土壤的内摩擦角变小、抗剪强度下降、最大主应力值减小，从而导致挖掘
阻力降低；对土壤在静态载荷和振动载荷作用下的失效过程进行了对比仿真实验研究，可知土壤在振动加载的条件下强度显
著下降，并提前于相同条件的静态加载而破坏，同时跟踪X 方向的载荷发现，振动掘削最大掘削阻力可降低50 % 。
关 键 词：液压挖掘机；振动掘削；机理研究；土壤强度；最大主应力
中图分类号：U 621 文献标识码：A
Research on mechanism of vibratory excavation of hydraulic excavators
ZHU Jian-xin, ZHAO Chong-you, GUO Xin
（Intelligent Mechanical Institute, School of Mechanical and Electronics Engineering, Central South University, Changsha 410083, China ）
Abstract: The digging resistance of soil can be reduced greatly if the bucket is vibrating when the hydraulic excavator is working.
The resistance-reducing mechanism of vibratory excavation is researched theoretically. The soil cutting experiment indicates that the
interior friction angle and the shear intensity of soil is reduced; and the maximum principal stress is decreased due to the v
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