考虑结合面特性的TBM刀盘动力学分析

发布时间：2020-06-23 00:30

【摘要】：刀盘作为TBM最前沿的部件是整个TBM中最重要的部件之一。由于TBM设备较庞大,直径多为几米至十几米,为了满足功能、加工以及运输上的便利,一般都不是一个连续的整体,而是采用分体设计制造、现场组装的方法进行设计制造。现有设计是将分体的刀盘看成整体刀盘对待,没有考虑先栓后焊结合面的影响,存在很大的经验性,缺乏完整的设计理论。为准确分析分体刀盘结合面动态性能,本文通过对栓焊结合面的试验研究,利用有限元建模及实验验证,得出栓焊结合面的建模方法,并将其应用于TBM刀盘动态特性分析研究。本文的主要研究内容如下:(1)综述了国内外TBM以及栓焊结合面的发展历程及研究现状,阐述了本论文课题的来源和意义。最后提出了本论文的研究方法以及论文的研究内容。(2)计算了正常工况下TBM刀盘所受总推力和刀盘驱动力矩,为刀盘的有限元分析提供了载荷信息。建立TBM刀盘有限元模型,介绍刀盘分体形式及常用栓焊结合面建模方式,为TBM建模进行理论准备。(3)利用Solid Works以及ANSYS Workbench分析平台,建立L型钢板栓焊结合面的有限元分析模型,分析考虑栓焊结合面的L型栓焊连接钢板的动态特性,并通过模态试验分析,验证建模方式的准确性。(4)分析了螺栓数量和螺栓分布对栓焊结合面振动特性的影响,针对常见的螺栓失效问题,从试验角度分析了螺栓失效对结合面震动特性的影响,提出检查方法。(5)为验证建模方式对刀盘动态特性分析的有效性,建立缩尺刀盘模型,关于有限元分析中刀盘载荷的加载形式进行了说明。对TBM刀盘进行静动态特性分析,并通过试验验证了模型的准确性。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH113
【图文】：

景及意义M，Tunnel Boring Machine）作为铁路、公路、备，是集机、电、液、传感、信息技术等领域备，其制造能力的高低一定程度上代表了一个TBM 掘进环境和装备结构极端复杂、技术含量主要被美国罗宾斯公司、德国维尔特公司、海日本和法国的少数几个国家的企业所垄断。国 TBM 大多依赖进口。为增强我国的国际竞争力自主研发的 TBM 势在必行。近年来国家在对交大报告中明确提出加强水利、铁路、公路、水基础设施网络建设。而 TBM 作为最先进的硬岩得到重视，前景十分广阔。

部尺寸对螺栓结合面静态特性的加不同正压力时，测定了结合面合面问题进行了详细研究，通过度的解析解，并与其他学者联合度矩阵及阻尼矩阵[23]。创建了机床螺栓固定结合面单元的概念给出了任意四边形结合面尼单元不考虑各粘弹单元之间和的缺点，使得固定结合面模型更论与Hertz接触理论,计算出了等动力学仿真。料的基础上提出了一种更加准确梯度材料的螺栓结合面建模方法示。

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本文编号：2726495