本文關(guān)鍵詞：TBM刀盤掘進過程數(shù)值模擬研究　出處：《沈陽工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： TBM 盤形滾刀破巖 貫入度 滾刀間距 數(shù)值模擬

【摘要】：全斷面巖石掘進機(TBM)作為先進軌道交通裝備,具有快速高效、安全環(huán)保、自動化程度高等優(yōu)點,因而廣泛應用于現(xiàn)代隧道工程施工中。然而,我國在TBM關(guān)鍵部件的技術(shù)研究方面與國外差距依然明顯。刀盤是TBM的關(guān)鍵部件,其上面布置的盤形滾刀是主要破巖刀具,刀盤部件能否正常工作將直接影響TBM的掘進性能。多年來,科研人員對TBM刀盤及盤形滾刀的性能預測做了大量工作,包括施工現(xiàn)場研究、試驗室試驗及數(shù)值模擬研究。如今,對刀盤部件開展研究仍然有著重要意義。本文首先介紹了TBM分類與系統(tǒng)組成,分析了刀盤及盤形滾刀在TBM破巖掘進中的重要作用,總結(jié)了與巖石破碎相關(guān)的材料屈服準則及滾刀破巖預測模型,選定了數(shù)值模擬中巖石的模型。然后,建立了單滾刀不同切深的破巖模型與兩種類型的雙滾刀破巖模型,并分別在有限元軟件中進行了數(shù)值仿真,模擬了滾刀的動態(tài)破巖過程。通過對數(shù)值模擬結(jié)果進行后處理及數(shù)據(jù)處理,確定了單滾刀破巖模型的最佳貫入度和雙滾刀破巖模型的最優(yōu)刀間距,并對比兩種雙滾刀破巖模型的破巖效果,得出了在比能相同的條件下,雙滾刀同步破巖模型破巖效果更理想的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上又對比了兩種雙滾刀破巖模型的平均滾動力與比能,選出了本論文模型的最佳切削參數(shù)。最后,根據(jù)上面確立的滾刀破巖參數(shù),優(yōu)化了刀盤結(jié)構(gòu),調(diào)整了盤形滾刀在刀盤上的布置,并在有限元軟件中對優(yōu)化后的刀盤進行刀盤掘進數(shù)值模擬。結(jié)合CSM性能預測模型,驗證了本文在刀間距與貫入度比值選擇上的合理性,為現(xiàn)實中刀盤的設(shè)計制造提供了參考數(shù)據(jù),具有一定的參考價值。
[Abstract]:TBM (TBM) as an advanced rail transportation equipment, it is fast and efficient, safety and environmental protection, high degree of automation, so it is widely used in modern tunnel construction. However, China's technology research in TBM key components of the gap with foreign countries is still obvious. The cutter is a key component of TBM, the the disc cutter is arranged above the keyexcavation tool, cutter parts can work normally will directly affect the driving performance of TBM. For years, researchers on the performance prediction of TBM disc and disc cutter to do a lot of work, including the research on the construction site, laboratory test and numerical simulation research. Now, still the cutter is of great significance to carry out research. Part of this paper introduces the classification and analysis of TBM system, the cutter disc and disc cutter broken rock plays an important role in TBM, summarizes the related material and rock breaking Yield criterion and hob rock breaking prediction model, the numerical simulation of rock in the selected model. Then, a rock breaking model of single double hob hob cutting depth of different rock breaking model and two types, respectively, in the finite element software is studied by numerical simulation, simulation of the hob dynamic rock breaking process. Through processing and data processing after the results of the numerical simulation, the single hob rock breaking model optimal penetration and double cutter rock breaking model of the optimal cutter spacing, and the comparison of two kinds of double cutter rock breaking model of rock breaking effect, obtained in a ratio under the same synchronous double cutter breaking rock the model of rock breaking effect is more ideal results. Based on the comparison of two kinds of double cutter rock breaking model the average rolling force and specific energy, choose the optimal cutting parameters of the model in this paper. Finally, according to the above established hob rock breaking parameters, optimization of cutter The structure, adjustment of the disc cutter on the cutter disc arrangement, and in the finite element software of optimized cutter tool. Combined with numerical simulation disk driving CSM performance prediction model, and verify the rationality of the cutter spacing and the penetration ratio of choice, to provide reference data for design and manufacturing in reality the cutter, which has a certain reference value.

【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U455.3

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本文編號：1392519