發(fā)布時(shí)間：2018-05-13 14:30

  本文選題：TBM刀盤(pán) + 有限元法�。� 參考：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：本文基于ANSYS對(duì)TBM刀盤(pán)進(jìn)行了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)分析和正常工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)分析,得到了一些有工程價(jià)值的認(rèn)識(shí)和結(jié)果,為T(mén)BM安全、穩(wěn)定和低振運(yùn)行提供一些有益的建議,也為T(mén)BM刀盤(pán)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化提供一套研究方法。本文的主要工作如下:1.對(duì)有肋板和無(wú)肋板兩類(lèi)TBM刀盤(pán)進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了兩種模型的前6階固有頻率和相應(yīng)的模態(tài)。結(jié)果表明,添加肋板以后,刀盤(pán)的低階固有頻率有明顯提高。在較低階模態(tài),有肋板刀盤(pán)與無(wú)肋板刀盤(pán)的模態(tài)相似;而在較高階模態(tài),無(wú)肋板刀盤(pán)的位移主要在刀盤(pán)面板上,而有肋板刀盤(pán)的位移已轉(zhuǎn)移至肋板上。2.對(duì)有肋板和無(wú)肋板兩類(lèi)TBM刀盤(pán)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,得到了在周期性簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下,刀盤(pán)上各點(diǎn)位移隨激勵(lì)頻率變化的幅頻響應(yīng)曲線。結(jié)果表明,雖然增加肋板可以有效地減輕刀盤(pán)的振動(dòng),但在某些特定頻率下,仍會(huì)引起比無(wú)肋板時(shí)更強(qiáng)烈的振動(dòng)。有肋板刀盤(pán)的共振主要集中在某一個(gè)頻率上,而無(wú)肋板刀盤(pán)的共振頻率則較為分散。3.通過(guò)對(duì)TBM啟動(dòng)時(shí)刀盤(pán)的瞬態(tài)分析,得到了刀盤(pán)上各點(diǎn)隨時(shí)間變化的位移、速度和加速度響應(yīng),繪出了滾刀切深分別為5 mm、9 mm和11 mm時(shí)刀盤(pán)上中心滾刀、正滾刀和邊滾刀三個(gè)不同位置處的位移和速度響應(yīng)曲線,分析了巖石單軸抗壓強(qiáng)度對(duì)刀盤(pán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。4.通過(guò)對(duì)TBM正常工作時(shí)刀盤(pán)的穩(wěn)態(tài)分析,得到了刀盤(pán)上各點(diǎn)的位移、速度和加速度的響應(yīng)曲線,并比較了不同切深情況下刀盤(pán)三個(gè)不同位置處位移量的變化規(guī)律。這些數(shù)據(jù)對(duì)TBM施工時(shí)選擇最優(yōu)切深具有一定參考價(jià)值。
[Abstract]:In this paper, modal analysis, harmonic response analysis, start-up transient analysis and steady state analysis of TBM cutter head are carried out based on ANSYS, and some valuable engineering results are obtained, which are safe for TBM. Some useful suggestions for stable and low vibration operation are provided, as well as a set of research methods for the design, improvement and optimization of TBM cutters. The main work of this paper is as follows: 1. The modal analysis of two kinds of TBM cutters with and without ribbed plates is carried out. The first six natural frequencies and the corresponding modes of the two models are obtained. The results show that the low order natural frequency of the cutter head is obviously increased after the rib plate is added. In the lower mode, the mode of the ribbed plate cutter head is similar to that of the unribbed plate cutter head, while in the higher order mode, the displacement of the ribbed plate cutter head is mainly on the face of the cutter head, while the displacement of the ribbed plate cutter head has been transferred to the ribbed plate. The harmonic response analysis of two kinds of TBM cutters with and without ribbed plates is carried out. The amplitude-frequency response curves of the displacement of each point on the cutter head with excitation frequency are obtained under the action of periodic harmonic excitation. The results show that the vibration of the cutter head can be effectively reduced by increasing the ribbed plate, but the vibration will still be stronger than that of the unribbed plate at certain frequencies. The resonance of the ribbed cutter head is mainly focused on a certain frequency, while the resonance frequency of the unribbed cutter head is more dispersed. 3. Through the transient analysis of the cutter head when TBM is started, the displacement, velocity and acceleration response of each point on the cutter head with time are obtained, and the center hob on the cutter head is drawn when the cutting depth of the hob is 5 mm to 9 mm and 11 mm, respectively. The displacement and velocity response curves at three different positions of normal hob and edge hob are analyzed, and the influence of uniaxial compressive strength of rock on the dynamic response of cutter head is analyzed. By analyzing the steady state of the cutter head when TBM is working normally, the response curves of displacement, velocity and acceleration of each point on the cutter head are obtained, and the variation law of displacement at three different positions of the cutter head under different cutting depth is compared. These data have certain reference value for selecting optimal cutting depth in TBM construction.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U455.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳德福;;可快速裝卸的鏜孔車(chē)端面刀盤(pán)[J];機(jī)械工人技術(shù)資料;1976年12期

2 ;雙刀盤(pán)切向高速銑齒法[J];齒輪;1977年01期

3 ;雙刀盤(pán)切向切齒法[J];齒輪;1977年03期

4 周撫群;哈達(dá)克Ⅱ型刀盤(pán)[J];工具技術(shù);1980年06期

5 吳乃珍;數(shù)控鏜孔車(chē)端面刀盤(pán)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J];組合機(jī)床;1983年05期

6 朱鐵琦;;簡(jiǎn)易多工位刀盤(pán)[J];機(jī)械工人.冷加工;1984年09期

7 胡仁義;刀盤(pán)軸的改進(jìn)[J];江蘇機(jī)械;1985年02期

8 ;新式絞刀盤(pán)[J];機(jī)械開(kāi)發(fā);1985年02期

9 胡仁義;;刀盤(pán)軸的改進(jìn)[J];江蘇機(jī)械;1985年02期

10 張存孝;可調(diào)鏜孔刀盤(pán)[J];機(jī)械工人.冷加工;1990年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 孫騁;陳義得;;復(fù)雜地質(zhì)條件下刀盤(pán)變形原因及處理技術(shù)[A];第十三屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

2 李斌;賈云飛;李文功;;盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)修復(fù)技術(shù)[A];2011中國(guó)盾構(gòu)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

3 王旭;王日清;趙海峰;李天明;;盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的地質(zhì)適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究[A];第十二次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 韓偉鋒;李鳳遠(yuǎn);;盾構(gòu)刀盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第九屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)專輯[C];2013年

5 肖來(lái)元;楊家軍;;圓形刀盤(pán)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

6 吳樂(lè);;單護(hù)盾TBM掘進(jìn)管片旋轉(zhuǎn)相關(guān)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

7 田輝;;一種大直徑泥水盾構(gòu)在砂土地層中刀盤(pán)被卡的脫困方法[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

8 桂軼雄;姚文花;;盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)修復(fù)及改進(jìn)技術(shù)研究[A];施工機(jī)械化新技術(shù)交流會(huì)論文集（第六輯）[C];2005年

9 陳啟偉;李鳳遠(yuǎn);陳饋;;大直徑泥水盾構(gòu)刀盤(pán)外圈梁長(zhǎng)距離掘進(jìn)修復(fù)技術(shù)[A];第二屆隧道掘進(jìn)機(jī)（盾構(gòu)、TBM）專業(yè)委員會(huì)第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中鐵隧道集團(tuán)城市盾構(gòu)項(xiàng)目管理、施工技術(shù)、設(shè)備維保交流會(huì)論文集[C];2011年

10 韓偉鋒;李鳳遠(yuǎn);王助鋒;;盾構(gòu)刀盤(pán)參數(shù)化建模系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 李名;中鐵隧道第一臺(tái)自主研發(fā)的盾構(gòu)刀盤(pán)成功出廠[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2005年

2 李華坤;中鐵隧道自主產(chǎn)權(quán)盾構(gòu)刀盤(pán)出廠[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2006年

3 通訊員伍振 齊夢(mèng)學(xué);掘進(jìn)“壽命”延長(zhǎng)15公里[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2009年

4 通訊員 宋義忠 蘭紅賓;高壓環(huán)境下載人維修盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)首次成功應(yīng)用[N];人民鐵道;2013年

5 宋義忠 蘭紅賓;高壓環(huán)境下載人維修盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)技術(shù)在國(guó)內(nèi)首次成功應(yīng)用[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

6 伍振　齊夢(mèng)學(xué);自主創(chuàng)新TBM技術(shù)獲得國(guó)家專利[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2009年

7 姜明 姜書(shū)范 詹智慧 李慧楠;鐵打的隊(duì)伍鐵打的兵[N];中華建筑報(bào);2014年

8 本報(bào)記者 耿諾 實(shí)習(xí)生 孫奇茹;9號(hào)線實(shí)現(xiàn)南北全線貫通[N];北京日?qǐng)?bào);2012年

9 本報(bào)記者 陳亮 趙中庸;“科技號(hào)”對(duì)接見(jiàn)真功[N];人民鐵道;2013年

10 陳軍;如何正確使用鎢鋼縱切薄刀[N];中國(guó)包裝報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 邢彤;盾構(gòu)刀盤(pán)液壓驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 劉志杰;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)設(shè)計(jì)方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 蘇翠俠;基于數(shù)值仿真技術(shù)的盾構(gòu)刀盤(pán)系統(tǒng)載荷與結(jié)構(gòu)特性研究[D];天津大學(xué);2011年

4 王化更;液壓缸直接驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)刀盤(pán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及控制研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

5 黃清飛;砂卵石地層盾構(gòu)刀盤(pán)刀具與土相互作用及其選型設(shè)計(jì)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

6 錢(qián)華;雙連桿偏心盾構(gòu)刀盤(pán)系統(tǒng)總體參數(shù)優(yōu)化研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周紀(jì)磊;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

2 朱述敏;復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2015年

3 陳龍;盾構(gòu)刀盤(pán)與巖土交互作用規(guī)律研究[D];大連交通大學(xué);2015年

4 史堅(jiān)堅(jiān);TBM盤(pán)型滾刀力學(xué)特性分析[D];大連交通大學(xué);2015年

5 謝啟江;變約束條件下硬巖掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力學(xué)建模及特性研究[D];上海交通大學(xué);2015年

6 張佳媛;面向掘進(jìn)性能的盾構(gòu)刀盤(pán)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法研究[D];大連交通大學(xué);2015年

7 蔡寶;性能驅(qū)動(dòng)的盾構(gòu)刀盤(pán)開(kāi)口和刀群組合布置設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2015年

8 歐陽(yáng)湘宇;多點(diǎn)沖擊下TBM刀盤(pán)裂紋萌生—擴(kuò)展全壽命預(yù)測(cè)[D];大連理工大學(xué);2015年

9 魏田華;巖土盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)及滾刀磨損機(jī)理研究[D];東北大學(xué);2013年

10 邢晨;復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究[D];河北科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1883590