工程機(jī)械理論復(fù)習(xí)題(1)

1、工程機(jī)械理論復(fù)習(xí)題1. 敘述工程機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)和性能要求。答：工程機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)：（1）工程機(jī)械大多在野外作業(yè)，工況復(fù)雜，作業(yè)對象多變且多為土石方，常常在變載荷情況下工作；（2）大多數(shù)工程機(jī)械都有作業(yè)質(zhì)量要求。 性能要求：（1）由于工程機(jī)械工況復(fù)雜，作業(yè)對象多變，常常在變載荷情況下工作，因此對機(jī)器的可靠性和適應(yīng)能力有較高的要求：（2）由于對作業(yè)質(zhì)量的要求越來越高，因此要求機(jī)器具有良好的控制性能和自動化性能。2. 敘述改進(jìn)和提高工程機(jī)械作業(yè)性能。答：（1）進(jìn)行機(jī)器動態(tài)性能的研究,弄清機(jī)器工作過程中的牽引性能，各參數(shù)的合理匹配程度，行駛能力等，為機(jī)器的可靠性設(shè)計(jì)提供真實(shí)依據(jù)。（2）將機(jī)械、土木工程

2、的知識緊密結(jié)合起來，進(jìn)行工作裝置與作業(yè)介質(zhì)的相互作用研究，找到創(chuàng)新的突破口。（3）機(jī)械智能化。如機(jī)、電、液、信一體化的運(yùn)用。（4）機(jī)器的性能應(yīng)與施工工藝相適應(yīng)。采取先進(jìn)的施工工藝，改進(jìn)傳統(tǒng)的施工方法，將機(jī)器工作參數(shù)與施工工藝參數(shù)結(jié)合起來進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。如機(jī)群智能化施工機(jī)械的運(yùn)用。3. 敘述機(jī)群智能化施工機(jī)械的含義。答：機(jī)群智能化工程機(jī)械是指為完成高速公路等建設(shè)項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)工作效率和最佳的工作質(zhì)量的同步施工的智能工程機(jī)械的組合。即通過對選配的智能化單機(jī)的狀態(tài)、位置、性能、工作質(zhì)量和施工進(jìn)度的在線檢測，由機(jī)群主控站根據(jù)施工要求完成機(jī)群施工的優(yōu)化調(diào)度和動態(tài)管理，完成施工管理部門、機(jī)器制造商、施工材

3、料供應(yīng)商間的有機(jī)聯(lián)系與合作，發(fā)揮機(jī)群的整體優(yōu)勢和內(nèi)在潛力，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量好、資源利用充分、效率高、成本低的綜合目標(biāo)。4. 振動攪拌的作業(yè)機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)。答：振動攪拌的作業(yè)機(jī)理：（1）攪拌的同時(shí)加以振動，使水泥顆粒處于顫動狀態(tài)，從而破壞了水泥凝聚團(tuán)，使水泥顆粒均勻分布；（2）振動攪拌使水泥顆粒運(yùn)動速度增大，增加了有效碰撞次數(shù)；（3）加快了水泥顆粒表面的水化生成物，向液相擴(kuò)散的速度，使水泥水化加速。振動攪拌的優(yōu)點(diǎn)：（1）振動時(shí)，水泥混凝土集料間摩擦力大大下降。因此振動攪拌能大幅度節(jié)約能量；（2）振動攪拌可以凈化集料表面，增加水泥和集料間的粘結(jié)力；（3）能有效地提高混凝土的強(qiáng)度，混凝土的流動性也有所改善；

4、（4）在保證混凝土強(qiáng)度不變的條件下，可節(jié)約水泥；（5）可以高質(zhì)量地快速拌和塑性、甚至干硬性的水泥混凝土。5. 振動沸騰加熱的作業(yè)機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)。答：振動沸騰加熱技術(shù)的作業(yè)機(jī)理：將烘干滾筒換成振動篩，在振動加熱過程中，骨料在篩網(wǎng)上振動，處在極為疏松的狀態(tài)，物料的每個(gè)顆粒都被透過物料層的氣流沖擊，在振動及熱氣的聯(lián)合作用下，降低了物料間摩擦力，并且骨料顆粒不斷混合著，使得加熱均勻。振動沸騰加熱的優(yōu)點(diǎn)：（1） 與滾筒干燥法相比，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)；（2）大顆粒物料形成振動沸騰層時(shí)，熱交換過程更加有效；（3）加熱結(jié)果與顆粒組成無關(guān)，所以振動沸騰干燥法也為糧食等物料的干燥提供了一條途徑。6. 試分析普通壓路機(jī)

5、壓實(shí)作業(yè)的不足。答：（1）壓路機(jī)碾壓后，由于密封氣體的存在瀝青混凝土路面的孔隙率為35%，仍存在著減少的余地。 （2）壓路機(jī)滾輪的接地壓力，不能超過被壓材料的強(qiáng)度極限，最好是強(qiáng)度極限的0.80.9倍，否則被壓材料將被壓碎，所以增加壓路機(jī)質(zhì)量或線壓力，來強(qiáng)化壓實(shí)過程的方法受到限制。 （3）壓實(shí)過程中，高溫混凝土在熱狀態(tài)下應(yīng)力衰減很快，路面產(chǎn)生塑性變形被壓實(shí)，但由于密封氣體的存在路面層中仍有較大的殘余應(yīng)力。7.試分析路面真空壓實(shí)技術(shù)的機(jī)理。答：對于普通壓實(shí),攤鋪和壓實(shí)瀝青混凝土?xí)r,骨料顆粒相互靠近而擠壓,骨料表面瀝青膜的厚度變薄。擠出的瀝青要滲入骨料表面的空穴和縫隙中。壓縮處在這里的氣體，使封閉在

6、孔隙中的氣體壓力超過了大氣壓力，層內(nèi)形成殘余應(yīng)力。實(shí)際上除這類封閉的孔隙外,在瀝青和骨料相互作用的邊界處和瀝青組織內(nèi)，還存在相互貫通并和道路表面大氣相通的微孔網(wǎng)絡(luò)。若在路面上有一密封的真空室,某些微孔網(wǎng)絡(luò)處于真空室下,這就破壞了混凝土內(nèi)部相互作用的氣、液、固三相間不穩(wěn)定的力平衡。路層中空氣通道的壓力就比大氣壓力低，通道中的氣體就朝壓力更低的真空室移動。同時(shí)，被瀝青薄膜封閉在骨料孔隙內(nèi)的氣體壓力與通道中氣體的壓力差陡增，瀝青薄膜裂縫，逸出的氣泡進(jìn)入通道而排出。這有助于瀝青在表面力的作用下填充到骨料的空穴及縫隙中去，有利于瀝青的重新均勻分布。瀝青膜的變薄及其微孔和骨料縫隙中氣體的排出，使混凝土內(nèi)部

7、應(yīng)力下降。因此，真空室的存在為孔隙率數(shù)量和尺寸的減少都創(chuàng)造了條件，而這又為進(jìn)一步壓實(shí)混凝土提供了極為有利的條件。8.仿生柔性內(nèi)村的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。答：仿生柔性內(nèi)村的結(jié)構(gòu)：（1）由直徑相同的鋼制圓環(huán)、長圓環(huán)兩種零件編結(jié)而成；（2） 圓環(huán)平放、長圓環(huán)豎放；（3） 1個(gè)圓環(huán)上套有4個(gè)長環(huán)，使圓環(huán)相切排列。仿生柔性內(nèi)村的特點(diǎn)：（1） 選擇圓環(huán)，一方面可以保證圓環(huán)組成的間隙，使長環(huán)在其上運(yùn)行靈活，以利于物料與鋼環(huán)松脫；另一方面，圓環(huán)可自身旋轉(zhuǎn)，在圓周上磨損均勻，提高使用壽命。另外，圓環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，便于制造。（2） 采用長圓環(huán)，可以減小內(nèi)襯的厚度，保證圓環(huán)間相對運(yùn)動靈活，還可以縮小鋼環(huán)間的間隔，以避免漏料，并減

8、小對物料的阻力，便于物料滑動。（3） 由于鋼環(huán)的這種特殊連接，可以使內(nèi)襯的各鋼環(huán)之間無約束地彎折,保證在其任意位置向各方向無約束地產(chǎn)生柔性變形，具有變形、伸縮、蠕動、撕剝、碰撞、摩擦等動作特點(diǎn)，從而在界面粘附系統(tǒng)中產(chǎn)生非光滑效應(yīng)。9.試分析仿生柔性非光滑表面減粘降阻的機(jī)理答：（1）仿生柔性非光滑表面局部結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元間可產(chǎn)生轉(zhuǎn)動柔性和移動柔性，造成土壤對其無法壓實(shí)，有效地減少仿生柔性非光滑表面上的任一接觸單元與土壤間的連續(xù)接觸時(shí)間，減弱了粘附界面的粘附強(qiáng)度。同時(shí)仿生柔性非光滑表面的非光滑體表結(jié)構(gòu)使其與土壤間易形成復(fù)合界面，在表面的波谷處形成空氣截流，使粘附界面無法形成連續(xù)的水膜，降低了土壤的粘

9、附能力。因此仿生柔性非光滑表面具有良好的防粘性能。 （2）根據(jù)摩爾庫倫定律，當(dāng)觸土表面為仿生柔性非光滑面時(shí)，幾何非光滑性質(zhì)使界面接觸面積減??；在界面粘附系統(tǒng)中形成的復(fù)合界面，使土壤對仿生柔性非光滑表面的單位面積的切向粘附力減??；其表面柔性變形對來自土壤的壓力也具有緩沖作用，表現(xiàn)為作用在接觸界面上的真實(shí)法向壓力降低；仿生柔性非光滑表面的摩擦因數(shù)小于光滑的金屬表面的摩擦因數(shù)。上述各項(xiàng)的綜合作用，使仿生柔性非光滑表面阻力減小，因此其具有良好的降阻性能。10.試分析氣幕減阻的原理。答：（1）所謂氣幕減阻就是將加壓空氣注入土壤與工作部件表面，形成不連續(xù)的空氣層即氣幕，從而減小土壤與工作部件表面之間的粘附

10、摩擦阻力。 （2）無充氣時(shí)滑板受到的粘附摩擦阻力，其中c為土壤與滑板間的切向粘附阻力，為單位面積的法向應(yīng)力，即接地比壓，為土壤與滑板間的外摩擦角，S0為滑板接地面積 ，N為滑板受到的正壓力。 （3）當(dāng)充氣后滑板下形成氣幕，設(shè)其面積為S，氣幕內(nèi)滑板與空氣間的平均摩擦力為，則滑板與空氣間的摩擦阻力為，由于FA比氣幕層以外的滑板與土壤間的粘附摩擦阻力要小得多，在此忽略不計(jì)。同時(shí)，有壓空氣對滑板向上的作用產(chǎn)生一定壓強(qiáng)，其平均值用表示，則空氣對滑板的壓力為： 。此時(shí)滑板受到的阻力P。 （4）充氣后減小的滑行阻力F = F0 F = S c + Ptg 。即氣幕減阻的原因是由于充氣后氣幕面積的存在，減少了

11、滑板與土壤間的粘附摩擦面積，以及氣幕層中氣體壓力作用在滑板上，減小了滑板與土壤間的正壓力，從而減小了滑行時(shí)滑板與土壤間的粘附摩擦阻力。11.例舉水泥混凝土中常用的外加劑及其對混凝土的影響。答：（1）減水劑。減水劑是指在不影響混凝土工作性的條件下，具有減水及增強(qiáng)作用的外加劑。對于新拌混凝土，摻入減水劑，在保持流動性的條件下可以顯著降低水灰比，在保持水灰比不變的條件下可以增加流動性。對于硬性混凝土，減水劑的使用能顯著降低混凝土的拌和用水量，使得硬化后的混凝土空隙率降低，同時(shí)使得水泥具有較好的分散性，從而改善水泥水化程度，二者綜合效果可以顯著提高混凝土各個(gè)齡期的強(qiáng)度；減水劑由于減水率高而使得混凝土抗

12、凍融型性有所提高；摻減水劑混凝土抗?jié)B性能大大高于不摻的普通混凝土，由于摻入減水劑，使得混凝土密實(shí)性提高。（2）引氣劑。引氣劑是指摻入混凝土拌和物后，經(jīng)攪拌能在混凝土拌和物中引入大量分布均勻的微小氣泡，以改善其工作性，并在混凝土硬化后能保留微小氣泡以改善其抗凍融耐久性的物質(zhì)。引氣劑引入的微小獨(dú)立的氣泡在混凝土拌和過程中能起到滾動軸承的作用，使其流動性大大提高，在保持流動性不變的情況下可以減少用水量；同時(shí)這些微小氣泡可以中斷混凝土毛細(xì)管滲水通道，使混凝土的抗?jié)B性和抗凍性顯著提高；另外，由于氣泡的存在，使得混凝土彈性模量略有降低，可以提高混凝土的抗裂性。（3）緩凝劑。緩凝劑是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，

13、并對其后期強(qiáng)度無不良影響的外加劑。對于新拌混凝土，緩凝劑可以延緩混凝土的初凝和終凝時(shí)間，從而影響混凝土的早期強(qiáng)度；緩凝劑可以抑制水化放熱速度，減慢放熱速率并降低熱峰，從而防止混凝土早期溫度裂縫的出現(xiàn)；另外，緩凝劑可以降低新拌混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失。對于硬性混凝土，摻入混凝劑，混凝土早期強(qiáng)度要降低。（4）早強(qiáng)劑。早強(qiáng)劑是指能明顯提高混凝土早期強(qiáng)度，對后期強(qiáng)度無不利影響的外加劑。早強(qiáng)劑能夠加速水泥初期水化，促使水泥凝結(jié)硬化，提高其早期強(qiáng)度。12.簡述瀝青改性技術(shù)的原理。答：瀝青改性技術(shù)是在原狀熱瀝青中加入一定比例的添加劑如橡膠、樹脂、高分子聚合物等，使這些添加劑在熱瀝青中軟化，這種混合物再經(jīng)過改性

14、設(shè)備中的膠體磨，把其中的添加劑與原狀熱瀝青顆粒用剪切的方式邊粉碎邊溶合，直到使這些顆粒的粒徑達(dá)到3 5m 為止。這時(shí)添加劑與原狀熱瀝青得到了充分的混合，并經(jīng)過膠體磨的高溫高壓作用均勻地分布到瀝青中形成改性瀝青。13.改性瀝青有哪些特性？答：（1）良好的高、低溫特性。在零下46度到零上58度的溫度范圍內(nèi)有良好的性能，這是普通瀝青無法比擬的。 （2）能夠降低路面的噪聲。 （3）較好的抗疲勞特性。改性瀝青中，高分子以凝膠的形式膨脹，因而粘性增加，在高溫條件下攪拌混和，通過解聚作用，以及高分子在瀝青中良好的分布，大大提高了瀝青的彈性，改善了其抗疲勞特性。 （4）有良好的路面綜合性能。改性瀝青混凝土路面

15、具有良好的抗?jié)B水性和極佳的排水性能；冬季能減少路面上冰的形成；在雨天能減少水霧形成；路面的抗滑性能力強(qiáng)等。這不僅提高了路面的使用壽命，而且會降低交通事故發(fā)生的頻率。 （5）降低公路的維修費(fèi)用。通過使用改性瀝青可以提高瀝青混凝土的性能，延長公路的使用壽命，從而降低公路維修費(fèi)用，為防止交通噪音而采用的措施費(fèi)用（如建設(shè)隔音墻等費(fèi)用）也大大降低了。同時(shí)可以減少由于公路本身不適當(dāng)而造成車禍的事故損失。14. 敘述螺旋布料器中混合料之間存在滑移面的原因。答：（1）由于螺旋葉片間距在螺旋面上各點(diǎn)都是相同的，所以越靠近螺旋軸的點(diǎn)，混合料粒料離螺旋軸線的距離為 r越近，其升角越大。 （2）由動力學(xué)分析可知，粒料

16、受到圓周方向的切向力，其中為螺旋面作用于粒料上的力，角是由螺旋面對混合料的摩擦角，因此越靠近螺旋軸，切向力就越大。當(dāng)圓周方向受到的切向力大到一定程度，和混合料粒料受到的摩擦力、粘聚力、重力無法平衡時(shí)，粒料在切向力作用下，就開始隨螺旋軸翻滾。因此離螺旋軸越近，粒料越容易翻滾，甚至可能隨螺旋軸旋轉(zhuǎn)；而遠(yuǎn)離螺旋軸的混合料，則在扭轉(zhuǎn)到一定角度后，就與切向力平衡，在軸向力作用下，僅沿軸向運(yùn)動。 （3）綜上所述，在翻滾的混合料與不翻滾的混合料之間存在一分界面滑移面。15. 敘述影響瀝青混合料粒料在螺旋布料器中受力的因素有哪些。答：（1）瀝青混合料粒料主要受到兩個(gè)力的作用：螺旋面對混合料粒料的軸向分力，其作

17、用是推動混合料沿軸向運(yùn)動，起到布料的作用；螺旋面對混合料粒料的圓周分力，其作用是帶動粒料沿圓周方向運(yùn)動，但合理利用圓周分力，可以對發(fā)生離析的混合料進(jìn)行二次攪拌，使之均勻。 （2）由動力學(xué)分析可知，圓周分力，軸向分力,因此影響圓周分力、軸向分力的因素有：螺旋面升角、摩擦角、合力、角速度。越靠近螺旋軸的點(diǎn)，越大，圓周力越大，混合料扭轉(zhuǎn)的程度就越大，而軸向力越小，螺旋布料器的布料效率越低；瀝青混合料的外摩擦角與混合料料粒的形狀、級配、溫度及螺旋葉片的粗糙度有關(guān)。越大，圓周力越大，混合料扭轉(zhuǎn)的程度就越大，而軸向力越小，螺旋布料器的布料效率也就越低；圓周力、軸向力與合力成正比關(guān)系，而與螺旋的轉(zhuǎn)速有關(guān)，越

18、大，螺旋葉片上的圓周速率就越大，由，粒料速度在圓周力作用下經(jīng)時(shí)間t由0加速到，可知越大，也就越大，從而合力F也越大。 16. 由如圖所示的螺旋布料器中混合料粒料的速度特性曲線，分析混合料粒料各速度間的關(guān)系。答：（1）由圖可知，粒料的軸向速度是r的增函數(shù)，而粒料的圓周速度則隨r的增大先增大后減小，具有最大值。 （2）當(dāng)時(shí)，此時(shí)混合料所處螺旋面的半徑在圖中AA虛線左側(cè)，?；旌狭狭Ａ喜谎刂S向前進(jìn)，只在原位置翻滾，產(chǎn)生很大的內(nèi)部摩擦阻力。該區(qū)域?yàn)闊o功區(qū)或稱純耗能區(qū) 。為避免此現(xiàn)象發(fā)生，要求螺旋軸半徑。 （3）當(dāng)時(shí)，即圖B-B虛線位置，此時(shí)，且。如果混合料所處螺旋面半徑在AA線和BB線之間，即時(shí)，不大

19、，但較大，由于，混合料粒料形成沿合成速度方向的附加拋射物流，影響混合料的軸向布料，并產(chǎn)生使混合料集料離析的趨勢。該區(qū)域?yàn)榈蜕a(chǎn)率、高能耗區(qū)。 （4）當(dāng)時(shí)，即圖中C-C虛線位置，此時(shí)。如果混合料所處螺旋面半徑在BB線和CC線之間，即時(shí)，混合料軸向移動速度仍然不大, 而圓周速度仍然比較大。由于圓周速度大于軸向速度, 混合料沿著其合速度方向形成的一股附加物料流，有時(shí)會越過螺旋體拋射,從而影響混合料的軸向輸送。 （5）當(dāng)時(shí)，此時(shí)混合料所處螺旋面半徑在圖中CC線右側(cè)，?？焖僭黾?，而下降，混合料流的整體運(yùn)動形態(tài)表現(xiàn)為布料槽內(nèi)的軸向運(yùn)動.混合料軸向移動的平均速度大, 圓周速度小,物料內(nèi)部的相對運(yùn)動小,屬于高

20、生產(chǎn)率區(qū)。該區(qū)域?yàn)槔硐氲臑r青混合料布料區(qū)。因此，螺旋布料器的螺旋葉片外徑應(yīng)該滿足：。 （6）綜上所述，螺旋布料器輸送混合料時(shí)，靠近螺旋軸的部分物料隨螺旋軸的旋轉(zhuǎn)而翻滾，將產(chǎn)生較大的內(nèi)部摩擦阻力；混合料遠(yuǎn)離螺旋軸時(shí)，有利于軸向輸送，離析少，效率高。17. 敘述充盈系數(shù)大小對螺旋布料的影響。答：（1）充盈系數(shù)較大（）時(shí)，瀝青混合料的堆積高度約為螺旋直徑的2/3，及通常所說的不布滿。此情況的優(yōu)點(diǎn)：螺旋布料器的布料阻力較小，生產(chǎn)能力相對較大；缺點(diǎn)：在螺旋葉片的作用下，混合料流形成不完整的半螺旋流，垂直于布料方向的紊流脈動較明顯，垂直于布料方向的運(yùn)動增加，導(dǎo)致集料的離析較大。（2）當(dāng)充盈系數(shù)很大()時(shí)，

21、螺旋布料器被瀝青混合料完全埋沒，即通常說的滿布。此情況下，螺旋布料器被瀝青混合料完全埋沒，瀝青混合料使螺旋布料器有了個(gè)“外套”。其優(yōu)點(diǎn)是：雖然在螺旋葉片的作用下，混合料流也是形成不完整的螺旋流，粒料的運(yùn)動狀態(tài)伴隨著局部紊流，但由于“外套”的存在能夠減少粗集料向外拋甩， 從而減少了集料的離析。同時(shí)滿布的情況下，螺旋布料器生產(chǎn)能力較高。其缺點(diǎn)是：由于“外套”層沒有受到螺旋葉片的直接作用，軸向運(yùn)動速度相對較低，這層混合料在布料槽中滯留的時(shí)間相對較長，熱量散發(fā)較多，在寬幅攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，極易發(fā)生溫度離析。（3）綜上所述，研究人員建議，在寬幅攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，為了減少集料的離析，瀝青混合料的堆積高度最好達(dá)到螺旋直

22、徑的4/5。18. 敘述土方機(jī)械工作部件的基本參數(shù)及其對切削阻力的影響。答：（1）土方機(jī)械工作部件的切削元件一般采用楔形的切削刃，其幾何參數(shù):有切削角；尖劈角；后角；前角。工況參數(shù)：有切削深度；切削寬度；切削速度。（2） 切削時(shí)，切削刃通常做兩個(gè)方向的運(yùn)動,沿著工作面的運(yùn)動，它起著分離土屑的作用,以及切入工作面的運(yùn)動,它改變土屑的厚度。在切削土壤時(shí)，應(yīng)盡量減少土的壓縮變形，而使大部分土壤發(fā)生剪切、拉斷、彎曲變形破壞。因此可知各參數(shù)對切削阻力的影響：減小切削角，即增大前角（）可降低切削刃對土壤的壓縮作用，而增大其剪切作用，從而可減小切削阻力，但切削角不可太小，因?yàn)楫?dāng)尖劈角一定時(shí)，切削角減小時(shí)，后

23、角減?。ǎ?，會增大切削刃與土壤之間的摩擦力而將刀具磨鈍，增加其切削阻力；對于尖劈角，減小可以增大切削刃對土壤的剪切作用而減小切削力，但是太小不能滿足切削刃的強(qiáng)度要求，因此要在滿足切削刃強(qiáng)度的情況下適當(dāng)減小尖劈角。切削深度和切削寬度的大小直接影響切削土壤的多少，切削深度越深，切削寬度越大，切削的土壤越多，抵抗的阻力越大，因此其受到的切削阻力越大；對于切削速度，當(dāng)切削的各參數(shù)一定時(shí)，切削速度越大，土壤脫離土層的時(shí)間越短，其受到的沖量越大，因此其受到的切削阻力將越大。19. 敘述土的可切削性指標(biāo)及其影響因素。答：（1）切削比阻力（單位橫斷面面積的最大切削阻力）。其影響因素有：含水量：土的剪切強(qiáng)度隨含

24、水量呈雙曲線下降趨勢，因此含水量越高，其切削比阻力下降；密實(shí)度：土越密實(shí)，越不容易切削，因此其切削比阻力越大；土中硬雜質(zhì)的成分和數(shù)量：土中含硬雜質(zhì)越多越硬，越不容易切削，因此其切削比阻力越大；土的靜結(jié)構(gòu)：土的連接結(jié)構(gòu)越緊密，內(nèi)摩擦越大，越不容易切削，因此其切削比阻力越大；土的負(fù)溫(零度以下)：土的剪切強(qiáng)度隨土的負(fù)溫呈指數(shù)上升趨勢，因此土的負(fù)溫度越高，土地凍結(jié)越嚴(yán)重，其切削比阻力越大；含鹽量：當(dāng)含鹽量達(dá)3%以上時(shí)，鹽的含量將使切削比阻力成倍增長；土的組成：例如在同等含水量情況下，土的切削比阻力隨粘粒含量的增加成線性上升趨勢。 （2）粘附性。其影響因素有：粘粒的含量：粘附力的大小與土體中粘粒的含量

25、成正比；可溶性的鹽含量:粘附力與可溶性的鹽含量有極大關(guān)系，鹽離子的參與使粘附力大幅度增加；含水量：含水量是粘附力產(chǎn)生的首要條件，適量的水作為中介，能使土與金屬表面的接觸面積增大。 （3）摩擦磨損性。其影響因素有：土壤硬度：土壤越硬越容易造成刀具的磨損；土中硬質(zhì)成分含量：土中硬質(zhì)成分含量越多越容易造成刀具的磨損；切削工具與土之間的正壓力：壓力越大，摩擦阻力越大，越容易造成刀具的磨損； 切削角：切削角越小，越容易造成刀具的磨損。 （4）入土性。其影響因素有：土體的壓實(shí)強(qiáng)度：土體壓實(shí)強(qiáng)度越大，越不容易入土；土體的成分：如干硬的粘土、板黃土、鹽堿土等，表面非常堅(jiān)硬，不容易入土；土體中硬雜質(zhì)的含量：當(dāng)土

26、中夾有石塊、樹根、鐵礦石等雜物時(shí)，不容易入土。20. 簡述改進(jìn)土體可切削性的途徑。答：（1）1.從機(jī)械本身考慮選擇合適的作業(yè)功率、作業(yè)速度。選擇合適的工作裝置的結(jié)構(gòu)。例如以斗齒代替刃口,以松土耙代替挖斗，進(jìn)行聚能切削，以提高單位切削力。工作裝置表面材料改性。例如納米技術(shù)、高強(qiáng)度耐磨材料、防粘附材料或涂層，可以降低摩擦磨損性，起到減粘降阻的作用。工作裝置表面改形。例如優(yōu)化切削刀具曲面、柔性非光滑表面、柔性仿生技術(shù)，可以起到減粘降阻的作用。 （2）從土壤的物理力學(xué)性質(zhì)入手使土壤磁化，改變土壤的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)，達(dá)到減粘降阻的目的。利用水對土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和粘附性的影響來改變土體性質(zhì)。例如對泥濘路面進(jìn)行風(fēng)

27、干，可以降低其粘附性；將砂質(zhì)板土及板鹽土水解，可以降低其切削比阻力。利用凍土的特殊熱效應(yīng)進(jìn)行作業(yè)。例如火鉆、熱切削、將凍土加熱，并蓋上保溫材料，可降低土的切削比阻力。 （3）從切削工具與土體的相互作用過程入手振動切削和沖擊作業(yè)。振動可使界面液化，實(shí)現(xiàn)自潤滑，沖擊可以聚集能量，提高單位切削力。表面潤滑。例如氣體潤滑、液體潤滑、電滲法潤滑，可以降低摩擦阻力。采用合理的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動方式。例如將土體主動流入土斗(在土斗運(yùn)動過程中)變?yōu)楸粍拥匕侨胪炼?，以及靠自重卸斗變?yōu)閺?qiáng)行推土出斗等措施，用于對付粘性強(qiáng)的土，則效果會好的多。采用新型切削方式。例如爆破式機(jī)械切削、高壓水射流切削、靜壓膨脹輔助切削、熱能切

28、削。21. 簡述機(jī)器動態(tài)牽引性能現(xiàn)場試驗(yàn)及試驗(yàn)室試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）現(xiàn)場試驗(yàn)法：其優(yōu)點(diǎn)在于試驗(yàn)是在實(shí)際條件下進(jìn)行的，試驗(yàn)結(jié)果能夠真實(shí)地反映機(jī)器的實(shí)際作業(yè)性能，并且它不需要復(fù)雜的模擬加載設(shè)備，因此其試驗(yàn)手段比較簡單。其缺點(diǎn)在于試驗(yàn)條件很難達(dá)到完全一致，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可比性往往比較差。 （2）試驗(yàn)室試驗(yàn)法：其優(yōu)點(diǎn)是能較好地保證相同的試驗(yàn)條件與負(fù)荷工況；可以保持某些因素不變，人為地變動某個(gè)因素，以便分析該因素對機(jī)器性能的影響；可以采用更為精密的儀器設(shè)備，而在現(xiàn)場試驗(yàn)中，精密儀器的使用往往要受到惡劣使用環(huán)境的限制。其缺點(diǎn)是不可能做到完全復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場的使用條件和負(fù)荷工況，此外它還通常需要復(fù)雜的試

29、驗(yàn)臺架、昂貴的設(shè)備投資。22. 敘述推土機(jī)動態(tài)性能現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，將其作業(yè)模型化的方法。答：（1）將它的整個(gè)工作循環(huán)分解為：鏟刀切入、定深集土、鏟刀退出、水平運(yùn)土、卸土、倒退等工序。各工序所移動的水平距離，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，且各工序的速度擋位應(yīng)保持一定。推土過程應(yīng)盡量保持滿鏟作業(yè)和最大的運(yùn)土量。（2）試驗(yàn)場地應(yīng)事先用石灰粉劃線進(jìn)行分段，并樹立標(biāo)桿，以便駕駛員能及時(shí)把握自己的操作。（3）應(yīng)挑選并固定駕駛技術(shù)熟練的司機(jī)進(jìn)行操作，并在試驗(yàn)前根據(jù)作業(yè)方法的模型進(jìn)行訓(xùn)練。（4）司機(jī)在操作時(shí)應(yīng)按規(guī)定的取土和運(yùn)土距離進(jìn)行操作，切土?xí)r應(yīng)逐步加大切削深度，至一定切深后保持不變，并保證在取土距離終了時(shí)達(dá)到滿鏟（不允許

30、二次取土）。23. 理想的模擬加載設(shè)備應(yīng)該滿足哪些要求？答：（1）模擬加載系統(tǒng)應(yīng)具有不同控制方式的選擇能力（例如：位置控制、力矩控制、轉(zhuǎn)速控制）；（2）具有精確控制運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)變化的閉環(huán)控制系統(tǒng)；（3）具有高精度的功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的測量能力；（4）測功器的轉(zhuǎn)動慣量或平動質(zhì)量要小，對任意指令信號都能迅速準(zhǔn)確地跟隨；（5）控制系統(tǒng)的輸入、指示、記錄、安全報(bào)警都為電信號，以便利用計(jì)算機(jī)控制和進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示、記錄和處理；（6）寬功率范圍的無級調(diào)節(jié)，且功率的吸收要容易；（7）兼有靜態(tài)測功能力；（8）質(zhì)量輕、體積小、工作可靠、調(diào)節(jié)方便、低的設(shè)備投資和使用成本。24. 敘述推土機(jī)動態(tài)性能測試產(chǎn)生非平穩(wěn)數(shù)據(jù)

31、的原因及其處理方法。答：（1）推土機(jī)循環(huán)作業(yè)的特點(diǎn)，以及駕駛員有意識操縱鏟刀的工作方式是推土機(jī)動態(tài)性能測試產(chǎn)生非平穩(wěn)數(shù)據(jù)的主要原因。（2） 處理方法：嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，使推土機(jī)的作業(yè)過程和司機(jī)的操縱動作模型化，測試所得的不平穩(wěn)隨機(jī)數(shù)據(jù)中將包含著某種確定的緩慢變化的趨勢項(xiàng)，按最小二乘法原則采用曲線擬合的方式將趨勢項(xiàng)分離出來，就可以得到非平穩(wěn)的確定性分量和平穩(wěn)的隨機(jī)分量。對于這一數(shù)據(jù)模型，可按時(shí)間和試驗(yàn)序次兩個(gè)坐標(biāo)軸來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在時(shí)間軸上對經(jīng)消除了趨勢項(xiàng)后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在整個(gè)時(shí)間域內(nèi)按總體平均的原則進(jìn)行處理。在試驗(yàn)序次軸上則對于每一給定時(shí)刻按總體平均的原則進(jìn)行處理。25. 敘述推土機(jī)在負(fù)荷波動工

32、況下性能下降的原因。答：（1）負(fù)荷波動引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，造成了供油調(diào)速系統(tǒng)的慣性，進(jìn)、排氣中氣流的慣性，發(fā)動機(jī)零件的熱慣性，從而改變了發(fā)動機(jī)工作過程的合理組織，破壞了燃料調(diào)節(jié)系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)工作過程的正確配合，使發(fā)動機(jī)的實(shí)際輸出功率下降。（2） 若負(fù)荷波動使發(fā)動機(jī)工作在非調(diào)速區(qū)段，由于調(diào)速特性的非線性，它會造成發(fā)動機(jī)的功率利用不足。（3）變負(fù)荷使發(fā)動機(jī)零部件承受附加的動載荷，破壞了潤滑系統(tǒng)的正常工作，從而加大了發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失。（4）推土機(jī)水平牽引負(fù)荷及垂直負(fù)荷的不斷變化將導(dǎo)致行走機(jī)構(gòu)滑轉(zhuǎn)率的不斷變化，降低其行駛性能。26.試分析推土機(jī)滑轉(zhuǎn)率動態(tài)特性偏離其靜態(tài)特性的原因。答：（1）在推土機(jī)推土

33、的過程中，水平和垂直負(fù)荷是不斷變化的，它們的波動會引起行走機(jī)構(gòu)支承面壓力中心和支承面積的變化，同時(shí)垂直負(fù)荷的波動還會引起機(jī)器附著重量的變化。在推土過程中，當(dāng)推土阻力不斷增大時(shí)，其水平牽引力和垂直負(fù)荷也相應(yīng)增大，機(jī)器附著重量減小，同時(shí)行走機(jī)構(gòu)支撐面壓力中心逐步往前傾，支撐面積逐漸減小，從而導(dǎo)致地面對機(jī)器的附著力不斷降低，推土機(jī)滑轉(zhuǎn)越來越嚴(yán)重，并且隨著水平牽引力的不斷增加，機(jī)器滑轉(zhuǎn)率增加的越來越劇烈，也就是說滑轉(zhuǎn)率關(guān)于水平牽引力的函數(shù)是一非線性下凹函數(shù)。如圖所示，為滑轉(zhuǎn)率關(guān)于水平牽引力的靜態(tài)特性曲線，當(dāng)水平牽引力TX波動時(shí)，它對應(yīng)的平均滑轉(zhuǎn)率與平均水平牽引力在靜態(tài)特性曲線上對應(yīng)的滑轉(zhuǎn)率s（）是不一致的。也就是說，推土機(jī)水平牽引力與滑轉(zhuǎn)率之間的非線性關(guān)系是導(dǎo)致滑轉(zhuǎn)率動態(tài)特性偏離其靜態(tài)特性的一個(gè)重要原因。 （2）在動態(tài)牽引力的作用下，土壤的剪切強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)偏離它們的靜態(tài)值，這也是導(dǎo)致滑轉(zhuǎn)率動態(tài)特性偏離其靜態(tài)特性的一個(gè)重要原因。27. 敘述混凝土攪拌的主要任務(wù)是什么。答：在混凝土中，只有當(dāng)所有組分均勻分布和每一骨料顆粒都被水化物薄膜包圍時(shí)，混合物的膠凝結(jié)構(gòu)才最穩(wěn)定。這樣的結(jié)構(gòu)消除了混凝土內(nèi)部的宏觀及微觀缺陷，凝固后才有最大強(qiáng)度。 因此，一般認(rèn)為混凝土攪拌的主要任務(wù)是9：（1）各組分均勻分布，達(dá)到宏觀及微觀上的均質(zhì)；