TBM掘进机构动力学分析与研究

发布时间：2020-07-26 20:50

【摘要】：本论文研究的TBM掘进机构是一种新型的2x6-SPS并联机构。TBM掘进机构在施工过程中负载较大且负载波动大,机构容易产生振动。因此本文将对机构的动力学、静力学、模态和谐响应进行分析,为机构的设计提供参考。在分析动平台和定平台两者之间矢量关系的基础上,建立了2x6-SPS掘进机构的位置反解方程。然后在ADMAS软件上对TBM掘进机构的多刚体虚拟样机模型进行了动力学分析。在ADAMS动力学仿真过程中,针对同样的模型设置不同的仿真参数,对于不同的积分器以及积分格式作了对比研究,最后确定Wstiff求解器和SI2积分格式适合此机构动力学求解。刚柔耦合是多体系统最常见的力学模型,探讨其建模规律是多体系统动力学研究的重要内容。将ANSYS中生成的油缸和定平台结构模态中性文件,导入ADAMS软件中作为柔性体,建立TBM掘进机构刚柔藕合模型,从而实现TBM掘进机构掘进过程的动态仿真。在不同加载方式下,对机构的正动力学的的仿真结果进行对比。仿真中得到TBM掘进机构的动力学仿真数据,为深入了解TBM掘进机构动态特性提供了有效的分析手段,为其结构设计提供了依据。在大型有限元分析软件ANSYS中新建立一个简化的TBM掘进机构模型,采用MPC接触算法对机构装配体进行静力学分析,得到机构各个工况下的位移和等效应力,并对机构进行优化;采用分块Lanczos法对机构进行模态分析,得出机构的前六阶固有频率和振型。从而确定了结构的自振频率和相应振型,分析出机构中的薄弱部件;对机构进行谐响应分析,确定结构节点的挠度曲线。最后对研究内容进行了总结,本文的研究虽然初步达到了一定的目的,但是也存在一些不足和缺陷,有待于进一步的改进和完善。
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH112
【图文】：

平台,机床,理论精度,串联机器人

第一章绪论景式结构的串联机器人存在运动链长、积累题。为此，澳大利亚著名机构学教授Hun（t（Stewart Platform）作为机构，并加以研1994年芝加哥IMTS94博览会，GIDDING轴机床”被称为本世纪机床革命性改型，arallel Kinematics Machine,简称PKM）的研。如：我国最早研究并联机构的学者燕山一种误差补偿机构，理论精度可达0.01m

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机的国内外研究发展与现状盾构技术性能方面，日本和德国处于世界领先水平，其先进性现了掘进、衬砌、排土施工工艺的全机械化和全自动化；应性广,可用于硬岩、砂砾层、卵石层、砂土层和软土层等各面形状多样化，尺寸变化范围较大。目前已生产出圆形、矩、球型和子母型盾构等，径向尺寸从 0.2m 到 18m；用液力驱动和电液比例控制技术，具有大功率、变负载、低自动检测、自动纠偏、故障诊断等功能；构的设计直接决定装备的位姿调整能力、承载能力和对突变掘进机构的可靠性和顺应性，需要研究切削、推进和调整机姿能力的影响，揭示冗余驱动过约束机构的力传递规律，进可靠性分析，建立满足大承载、抗载荷突变、大曲率弯道掘法，进而形成大型复杂掘进机构的可靠性和顺应性设计理论计奠定基础，目前掘进机掘进机构的主要类型如下：缸推进机构

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图 1-3 推进油缸分组示意图ig.1-3 Grouping schematic of pushing cylin下、左、右四个区，每个区由一组数约二三十个驱动液压缸（油缸）。根一款盾构机配备有 30 个推进油缸，[德有 24 个。如图 1-3 中，上部有 6 个油 32 个油缸。由于盾构自重的影响，部分区的油缸数量比上部的要多，左每两个油缸在端部用球铰链与滑块固

【参考文献】