TBM刀盘系统多自由度耦合振动响应灵敏度研究

发布时间：2019-07-19 07:49

【摘要】：研究冲击载荷作用下TBM刀盘的振动特性。在已有TBM刀盘系统耦合动力学模型的基础上,运用直接导数法推导动态响应灵敏度的表达式,建立适用于TBM刀盘强迫振动响应的灵敏度分析方法。以辽西北引水工程项目的刀盘系统参数为例,采用协同数值求解方法计算刀盘振动响应及其灵敏度,并分析刀盘质量分布对响应的影响。研究结果表明:刀盘振动响应对分体质量的灵敏度最大,且各方向灵敏度均不为0,说明质量参数的变化会影响刀盘各方向振动,而刀盘支撑刚度仅影响其相关联的振动,刀盘轴向振动响应对轴向支撑刚度的灵敏度约为倾覆方向的2倍;刀盘分体质量分数控制在13%~14%区间时,结构振动最小。
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图片说明： 应灵敏度分析的研究较少。本文作者在已建立的分体式TBM刀盘系统多自由度耦合动力学模型的基础上[16]，运用直接导数法推导动态响应对物理参数的灵敏度表达式，并用数值方法求解了刀盘振动响应对质量和支撑刚度参数的动态响应灵敏度，为系统的动态优化设计提供参考依据。1TBM刀盘系统耦合动力学模型在TBM刀盘系统中，变频电机经过行星齿轮减速器后，将扭矩传至小齿轮，多个小齿轮采用冗余驱动形式同时顺时针方向驱动大齿圈，大齿圈再通过螺栓把合传力环及刀盘法兰，进而带动刀盘旋转，分体式刀盘结构分瓣形式如图1所示[16]。基于集中参数质量法建立TBM分体式刀盘系统等效力学模型，其中刀盘分体的弯扭耦合动力学模型如图2所示，，其余自由度详见文献[16]。采用牛顿第二定律建立系统的动力学微分方程如式(1)所示，模型图1刀盘分瓣结构示意图Fig.1StructurediagramofTBMsplit-cutterhead图2刀盘系统弯扭耦合动力学模型Fig.2Bend-torsioncoupleddynamicmodelofcutterheadsystem
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图片说明： 苯拥际

本文编号：2516173