TBM虚拟样机建模及掘进性能仿真研究

发布时间：2017-03-29 16:21

  本文关键词：TBM虚拟样机建模及掘进性能仿真研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：TBM施工以它高效、快速、安全可靠等优点,在现代地下隧道工程施工中占居于主导地位。现有的TBM在施工过程中,由于地质条件复杂多变或岩层的不均匀分布会导致刀盘面上载荷发生严重偏离轴线的现象。针对这一问题提出了国家973项目(NO.2013CB035400)子课题一硬岩掘进装备的智能感知与主动纠偏。本课题作为该课题的一部分,旨在利用虚拟样机的方法,分析岩石对TBM掘进性能的影响。本论文分为五章,各章内容分述如下：论文第一章主要介绍了TBM的基本类型、使用范围及工作原理,提出了开展TBM建模研究的必要性；简要介绍了TBM建模、虚拟样机技术、参数化建模的研究现状,并对现状进行了总结；最后概述论文的研究目标和主体内容。论文第二章从TBM结构形式和工作原理出发,确定出TBM主机的拓扑结构；然后利用三维造型软件SolidWorks和ANSYS,采用基于界面的方法,分别对机构中的主要零部件和围岩进行了表达；最后在ADAMS软件中集成前面生成的模型库,建立机构之间的连接和约束关系,得到完整的TBM虚拟样机模型。论文第三章针对本文中建立的TBM主机虚拟样机比较复杂,提出采用参数化建模的方法,将TBM虚拟样机建模过程完全用参数化的语言进行表达。首先基于SolidWorks的二次开发方法,采用VB语言建立TBM零件三维参数化模型；然后利用ANSYS的参数化编程语言建立围岩有限元参数化模型；最后借助ADAMS软件的批处理语言建立TBM虚拟样机参数化模型。论文第四章内容包括在恒推力工作模式下,对TBM虚拟样机进行仿真,并分析岩石负载对TBM掘进性能的影响。主要分析均匀岩石和分层分布的岩石断面对TBM轴向掘进位移、轴向掘进速度、滚刀贯入量以及刀盘面所受岩石的轴向合力四个参数的影响。论文第五章对本论文的工作进行了全面的总结,概括了课题的主要研究内容与结论,并对论文的不足和未来的工作进行了展望。
【关键词】：TBM 虚拟样机建模 参数化建模 岩石负载 掘进性能
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 课题的研究背景12-16
• 1.1.1 TBM简介12-13
• 1.1.2 TBM的类型13-16
• 1.2 国内外的研究进展16-24
• 1.2.1 TBM建模研究现状16-18
• 1.2.2 虚拟样机技术18-20
• 1.2.3 参数化建模研究现状20-21
• 1.2.4 课题相关理论方面的研究21-24
• 1.3 课题的研究目标及意义24
• 1.3.1 研究目标24
• 1.3.2 研究意义24
• 1.4 论文的主要研究内容24-25
• 1.5 本章小结25-26
• 第2章 基于界面的TBM虚拟样机建模26-41
• 2.1 TBM主机拓扑结构分析26-29
• 2.2 TBM主机三维造型29-31
• 2.3 围岩柔性体建模31-33
• 2.3.1 ADAMS柔性体简介31-32
• 2.3.2 ANSYS模态中性文件生成32-33
• 2.4 TBM主机虚拟样机建模33-40
• 2.4.1 ADAMS建模和求解原理33-34
• 2.4.2 ADAMS下建立TBM主机的虚拟样机模型的步骤34-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第3章 TBM虚拟样机参数化建模41-60
• 3.1 三维零件建模参数化41-53
• 3.1.1 SolidWorks二次开发框架42
• 3.1.2 SolidWorks二次开发API接口对象42-44
• 3.1.3 系统开发工具44
• 3.1.4 SolidWorks二次开发的具体过程44-53
• 3.2 围岩三维造型参数化53-55
• 3.3 TBM虚拟样机建模参数化55-59
• 3.3.1 ADAMS交互建模与命令流建模的关系56
• 3.3.2 ADAMS命令流建模实现56-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第4章 TBM虚拟样机仿真分析60-67
• 4.1 岩层条件对掘进状态的影响60
• 4.2 岩层强度对掘进状态的影响60-62
• 4.3 岩层分布对掘进状态的影响62-63
• 4.4 本章小结63-67
• 第5章 总结与展望67-69
• 5.1 论文总结67-68
• 5.2 研究展望68-69
• 参考文献69-73
• 附录A ADAMS参数化命令程序73-79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋少云,李世其;基于物理的虚拟样机建模技术的研究[J];交通与计算机;2005年03期

2 吴修彬;;虚拟样机建模技术浅析[J];机械制造与自动化;2007年05期

3 ;多学科系统级虚拟样机建模与仿真解决方案[J];中国制造业信息化;2006年02期

4 任茂文;郑佳明;;基于刚-柔耦合的机床虚拟样机建模技术[J];机械研究与应用;2008年06期

5 吕宏伟;王润溥;;M G450/1100-W D电牵引采煤机摇臂虚拟样机建模及运动仿真[J];中国新技术新产品;2014年03期

6 程磊;;1D&3D仿真平台在航空行业中的应用[J];航空制造技术;2009年11期

7 白刚;林立;;岸边集装箱起重机的虚拟样机建模[J];中国重型装备;2009年04期

8 黄志理;郑志伟;赵华超;杨晨;;空空导弹虚拟样机建模初探[J];弹箭与制导学报;2008年01期

9 赵晓青;;防暴火箭弹发射器虚拟样机建模及仿真分析[J];国防科技;2014年01期

10 谢进利;张维强;;HEV动力合成装置的虚拟样机建模与仿真[J];机械与电子;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 闫军朝;韦恩铸;胡建平;陈树人;;基于ADAMS的莲藕切片虚拟样机建模与仿真[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集（下册）[C];2008年

2 陈计军;;凸轮廓线精确设计及虚拟样机建模与仿真[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年

3 高殿荣;徐云辉;;基于PRO/E与ADAMS的锥形螺旋叶轮血泵虚拟样机建模及动态仿真[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐延宁;虚拟样机建模技术与协同装配方法研究[D];山东大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 饶鹏;TBM虚拟样机建模及掘进性能仿真研究[D];浙江大学;2016年

2 蒋伟;水轮机轴系系统虚拟样机建模及分析研究[D];天津大学;2007年

3 王军周;特大型水利工程施工机械虚拟样机建模及优化配置研究[D];华中科技大学;2012年

4 杨哲;砂锯多体系统虚拟样机建模及动态性能研究[D];山东大学;2010年

5 王梁;井下搜救探测机器人的虚拟样机建模技术与研究[D];太原理工大学;2010年

6 刘丽娟;EBZ-132型纵轴式掘进机虚拟样机建模与动力学分析[D];中国地质大学;2013年

7 范立冬;基于Pro/E与ADAMS结合的车载担架床虚拟样机建模与动力学分析和优化设计[D];第三军医大学;2007年

  本文关键词：TBM虚拟样机建模及掘进性能仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：274905