全断面隧道掘进机刀盘裂纹尖端应力强度因子收敛性分析

发布时间：2018-01-11 19:17

本文关键词：全断面隧道掘进机刀盘裂纹尖端应力强度因子收敛性分析　出处：《中国机械工程》2017年10期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对全断面隧道掘进机刀盘裂纹损伤及寿命预测等工程问题,提出了基于子模型技术的应力强度因子求解方法,并用含裂纹的矩形钢板对该方法进行了验证,分析了裂纹网格参数对刀盘裂纹尖端应力强度因子的收敛性影响。结果表明,钢板的应力强度因子数值和理论计算结果最大相对误差为3.6%。同时得到了保证刀盘应力强度因子求解精度和效率的裂纹单元网格参数,为结构的裂纹扩展寿命预测提供了参考。
[Abstract]:Aiming at the engineering problems such as crack damage and life prediction of cutter head of full-section tunnel tunneling machine, a method of solving stress intensity factor based on sub-model technology is proposed, and the method is verified by rectangular steel plate with cracks. The influence of crack mesh parameters on the convergence of stress intensity factor at the crack tip of cutter head is analyzed. The maximum relative error between the stress intensity factor of steel plate and the calculated results is 3.6. Meanwhile, the grid parameters of crack element are obtained to ensure the accuracy and efficiency of the stress intensity factor of the cutter head. It provides a reference for the prediction of crack propagation life of the structure.
【作者单位】：福建工程学院机械与汽车工程学院;大连理工大学机械工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035402) 福建省科技创新平台建设项目(2014H2002) 福建省自然科学基金资助项目(2016J01722,2017J01675) 福建工程学院科研启动基金资助项目(GY-Z160048)
【分类号】：U455.31
【正文快照】： 0引言全断面隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)是利用回转刀具开挖及破碎洞内围岩来开凿岩石隧道,形成完整隧道断面的一种大型高端隧道工程装备。刀盘作为TBM关键部件,与围岩直接接触,是支撑滚刀切削岩石的箱体结构。由于地质环境及掘进参数的多变性,整机在掘进过程

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