某型土压平衡式盾构刀盘的力学分析与结构优化

发布时间：2018-01-25 17:48

  本文关键词： 土压平衡式盾构 刀盘 力学分析 疲劳寿命 结构优化　出处：《隧道建设》2017年09期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为给兰州地铁掘进所用某型土压平衡式盾构刀盘的优化设计提供参考依据,应用ANSYS Workbench软件对其刀盘结构在正常工况下的力学性能进行分析。根据所得出的等效应力、总变形量与疲劳寿命云图,判定该型盾构刀盘上静强度和疲劳强度最弱的部位位于牛腿靠近面板背面的外角点位置,而其刚度相对较弱的部位则位于2块未开出渣口的面板外边缘。通过对刀盘结构尺寸进行改进优化,使该刀盘强度最弱部位在正常工况下的静强度与名义疲劳寿命分别提升71%和265%,同时刀盘开口率由35%优化为37%后,刀盘面板外边缘处的变形量减小约25%。
[Abstract]:It provides a reference for the optimum design of a kind of earth-pressure balanced shield cutter used in Lanzhou Metro tunneling. The mechanical properties of the cutter head structure under normal working conditions are analyzed by using ANSYS Workbench software. According to the equivalent stress, total deformation and fatigue life cloud diagram obtained. The position of the weakest static strength and fatigue strength on the shield cutter head is determined to be located at the outer corner of the corbel near the back of the panel. The relatively weak stiffness is located at the outside edge of two panels with no slag opening. The structural size of the cutter head is improved and optimized. The static strength and nominal fatigue life of the weakest part of the cutter are increased by 71% and 265 respectively under normal working conditions, and the opening ratio of the cutter head is optimized from 35% to 37%. The deformation at the outer edge of the cutter panel is reduced by about 25.
【作者单位】： 兰州交通大学机电工程学院;
【分类号】：U455.39
【正文快照】： 0引言近年来,作为地下隧道最主要的挖掘工具,盾构在我国铁道、公路、地铁工程建设中发挥的作用越来越大。由于盾构的掘进效率在很大程度上受到其刀盘结构的影响,因而盾构刀盘结构的合理性已越来越受到专家学者的重视。目前针对某种类型或特定地质条件下盾构的刀盘结构进行分析

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