当前位置:主页 > 科技论文 > 交通工程论文 >

敞开式硬岩隧道掘进机数字样机开发与关键部件CAE分析

发布时间:2018-09-06 15:29
【摘要】:近些年来,计算机技术快速发展,数字样机技术也随之迅猛发展,并已渐渐成为开发新产品一种崭新的技术。利用数字样机技术可以克服传统产品开发中的一些缺点,如设计周期长、成本耗费高及对实际产品的依赖性等。在产品的开发设计阶段,可以利用数字样机技术检测其中存在的问题和不足,并快速地进行修正和改进,最终获得用户满意的产品。因此,这样不仅可以减少设计研究时间,节省研发成本,而且可以使设计的产品的质量和性能得到明显提升,同时使企业在市场竞争中具有更强的实力和资本。全断面岩石隧道掘进机(简称TBM)是将机械、电子、液压、激光等相关技术集合在一起的大型工厂化机械化的隧道工程掘进系统。全断面岩石掘进机的优点是机械化水平高、挖掘速度快、施工周期短、工作环境安全可靠、综合效益高等,因此,已经成为国内外隧道施工方法的首要选择,在地铁隧道、铁路隧道、引水工程和城市排水排污系统等重大项目实施中得到了普遍应用。本文主要以WIRTH公司生产的TB803E敞开式硬岩隧道掘进机为研究对象,进行数字样机的开发。首先,根据TB803E二维图纸,应用三维软件Pro/ENGINEER建立关键零部件的三维模型,对这些零部件进行装配,并对其装配体进行干涉检验,利用PRO/E Animation模块对整机进行运动学仿真。然后,对盘形滚刀的破岩理论和破岩轨迹进行分析,依据岩石的力学性能,探究刀具的受力情况以及掘进机整个刀盘受到的径向不平衡力和倾覆力矩,据此对盘形滚刀的布置形式进行优化分析,同时研究撑靴的受力情况。最后,使用ANSYS Workbench软件平台对刀盘结构进行结构静力学分析和模态分析,为刀盘的结构优化提供合理的理论依据。数字样机技术能够直观的展示TB803E掘进机的功能原理仿真,该技术不但适用于该掘进机的开发,而且可以应用到其他类型掘进机的开发研究中,甚至可以扩展推行至其他复杂机械系统的研发中,具有极重要的实用价值。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of computer technology and the rapid development of digital prototyping technology, it has gradually become a new technology to develop new products. Some shortcomings in traditional product development can be overcome by using digital prototyping technology, such as long design cycle, high cost and dependence on actual products. In the stage of product development and design, digital prototyping technology can be used to detect the existing problems and shortcomings, and to quickly correct and improve, and finally to obtain a satisfactory product. Therefore, it can not only reduce the time of design and research, save the cost of research and development, but also improve the quality and performance of the designed products, and make the enterprise have stronger strength and capital in the market competition. Full-section rock tunneling machine (TBM) is a large-scale mechanized tunneling system which combines mechanical, electronic, hydraulic and laser technologies together. The advantages of full section rock tunneling machine are high mechanization level, high excavation speed, short construction period, safe and reliable working environment, high comprehensive benefit, etc. Therefore, it has become the first choice of tunnel construction methods at home and abroad. Railway tunnels, water diversion projects and urban sewerage systems have been widely used in the implementation of major projects. This paper focuses on the development of digital prototype of TB803E open hard rock tunnel tunneling machine produced by WIRTH Company. Firstly, according to the two-dimensional drawings of TB803E, the 3D model of the key parts is built by using Pro/ENGINEER software, and the components are assembled, and the components are tested by interference, and the kinematics simulation of the whole machine is carried out by using PRO/E Animation module. Then, the rock breaking theory and track of the disc hob are analyzed. According to the mechanical properties of the rock, the stress of the cutter and the radial unbalance force and overturning moment of the whole cutter head of the tunneling machine are explored. According to this, the layout of disc hob is optimized and the force of supporting boot is studied. Finally, the structural static analysis and modal analysis of the cutter head structure are carried out by using the ANSYS Workbench software platform, which provides a reasonable theoretical basis for the structural optimization of the cutter head. Digital prototype technology can show the functional principle simulation of TB803E roadheader intuitively. This technology is not only suitable for the development of the roadheader, but also can be applied to the development of other types of roadheader. Even can be extended to other complex mechanical systems research and development, has a very important practical value.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U455.31

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑耀;;面向新型飞行器应用的数值模拟与数字样机技术[J];航空制造技术;2009年21期

2 李佳新;张翔;;数字样机与模态分析[J];机电技术;2009年S1期

3 黄剑鸣;徐磊;陈旭;贺娜;王喻;;数字样机开发的关键技术[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年07期

4 孟飙;曲学军;;飞机工艺数字样机定义及其应用研究[J];现代制造工程;2011年10期

5 杨云斌;王峰军;韦力凡;何良莉;;数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究[J];机械设计与制造;2012年04期

6 郭伟;许红静;张伟;;复杂产品典型零件加工数字样机实现方法的研究[J];中国机械工程;2007年24期

7 陈阳平;高亮;王琛;谢强;丁秋林;;直升机数字样机区域化上下文设计方法研究[J];中国机械工程;2010年15期

8 ;UGS公司正式发布NX 5[J];工业设计;2007年05期

9 王荣智;任小中;裴学胜;赵雁;程军涛;;数字样机技术在城市客车车身开发中的应用[J];拖拉机与农用运输车;2010年02期

10 ;利用数字样机加速产品开发[J];中国制造业信息化;2007年Z1期

相关会议论文 前10条

1 郑耀;解利军;陈建军;;高端数字样机及其支撑技术[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年

2 谭建荣;;数字样机共性关键技术及其应用[A];高档数控机床与制造工艺创新论坛论文集[C];2009年

3 王秋芳;刘树林;赵金龙;;基于数字样机的维修性评价方法研究[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年

4 杨云斌;王峰军;;数字样机平台在战斗部研究中的应用[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年

5 邵静;;基于Autodesk Inventor的数字样机实现[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年

6 邵静;;基于Autodesk Inventor的数字样机实现[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年

7 李继明;刘振刚;张东岭;;Y5B飞机数字样机的建立及应用[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年

8 郑耀;陈建军;解利军;邹建锋;黄争舸;杨永健;;高端数字样机及其在CFD中的应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

9 何德雨;胡茑庆;王珉;;基于AMESim的机电液系统数字样机与故障仿真技术[A];第11届全国转子动力学学术讨论会(ROTDYN2014)论文集(下册)[C];2014年

10 翟庆刚;孙华荣;朱凯;万会全;;基于数字样机的维修性虚拟核查技术[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年

相关重要报纸文章 前7条

1 高林 史阿云;数字样机进入工程应用阶段[N];中国航天报;2014年

2 本报记者 谢桂珍;超越3D数字样机助力制造业设计创新[N];机电商报;2010年

3 方正;数字样机的技术关键[N];中国航空报;2001年

4 本报记者 谢桂珍;体验创想 欧特克数字样机开启制造业破冰之旅[N];机电商报;2008年

5 方正;数字样机的技术关键[N];中国航空报;2001年

6 方正;数字样机的技术关键[N];中国航空报;2001年

7 李明 马志云;河柴:三维数字样机提升设计质量[N];中国船舶报;2008年

相关博士学位论文 前3条

1 傅云;复杂产品数字样机多性能耦合分析与仿真的若干关键技术研究及其应用[D];浙江大学;2008年

2 许红静;复杂产品数字样机集成分析建模方法研究[D];天津大学;2007年

3 胡勇;支持数字样机协同评审的网格虚拟现实环境支撑技术研究[D];上海交通大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 张延杰;敞开式硬岩隧道掘进机数字样机开发与关键部件CAE分析[D];东北大学;2014年

2 刘晓军;基于数字样机的敞开式硬岩隧道掘进机功能仿真研究[D];东北大学;2014年

3 张伟;面向生命周期的复杂产品数字样机建模方法的研究[D];天津大学;2007年

4 钟展;面向复杂产品的数字样机技术的研究及实践[D];重庆大学;2005年

5 邓玉泉;基于数字样机的液路系统故障分析方法研究[D];国防科学技术大学;2012年

6 潘宇辉;高端数字样机的几何用户环境及若干关键技术的研究和实现[D];浙江大学;2008年

7 郭建麟;电子设备数字样机建模与仿真分析研究[D];天津大学;2008年

8 董国凤;基于汽车同步工程的数字样机项目管理方法研究[D];上海交通大学;2011年

9 段丽;高端数字样机中的几何用户环境——框架设计和软件实现[D];浙江大学;2010年

10 蔺帅南;电磁阀的数字样机技术研究及性能仿真[D];上海交通大学;2013年



本文编号:2226777

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2226777.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b1246***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com