基于CEL法的EPB切刀切削土體仿真分析
本文選題:CEL法 + 復(fù)雜非線性��; 參考:《工程設(shè)計學(xué)報》2015年03期
【摘要】:針對盾構(gòu)機切刀切削土體仿真收斂困難、仿真結(jié)果震蕩嚴(yán)重等復(fù)雜非線性問題,利用大型非線性有限元軟件建立切刀切削土體有限元模型,并利用歐拉-拉格朗日耦合法(CEL法)對模型進行求解.利用CEL法得出的切削力大小約為80N,單元失效法(EF法)和自適應(yīng)網(wǎng)格劃分法(ALE法)的結(jié)果均約為50N,而利用理論公式計算出切削力大小約為78N,即文中方法結(jié)果更接近理論解.且發(fā)現(xiàn)CEL法得到的切削力比EF法和ALE法得到的結(jié)果收斂快、震蕩小.最后,通過研究有限元網(wǎng)格大小對仿真結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)CEL法相對于EF法和ALE法對網(wǎng)格大小敏感性低,一定程度上提高了切削土體計算效率.總之,所提出方法更適合工程實際中盾構(gòu)機切刀切削土體仿真分析.
[Abstract]:In view of the complex nonlinear problems such as the difficulty of simulation convergence and the severe vibration of simulation results, the finite element model of cutting soil is established by using large-scale nonlinear finite element software. The model is solved by Euler-Lagrangian coupling method (CEL). The cutting force obtained by CEL method is about 80N, the element failure method (EF method) and the adaptive meshing method (ale method) are both about 50Ns, while the theoretical formula is used to calculate the cutting force about 78N, that is to say, the results of the method in this paper are closer to the theoretical solution. It is found that the cutting force obtained by CEL method is faster and less oscillating than that obtained by EF method and ALE method. Finally, by studying the effect of finite element mesh size on simulation results, it is found that CEL method is less sensitive to mesh size than EF method and ALE method, and the computational efficiency of cutting soil is improved to some extent. In a word, the proposed method is more suitable for the simulation analysis of cutting soil with shield cutter in engineering practice.
【作者單位】: 湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院;
【基金】:國家科技支撐計劃項目(2012BAH09B02)
【分類號】:U455.39;TP391.9
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前9條
1 劉國斌;龔國芳;朱北斗;施虎;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盾構(gòu)推進速度自適應(yīng)PID控制[J];工程設(shè)計學(xué)報;2010年06期
2 劉杰;卿啟湘;文桂林;;EPB盾構(gòu)機推進系統(tǒng)振動響應(yīng)分析[J];工程設(shè)計學(xué)報;2013年06期
3 楊旭;龔國芳;楊華勇;陳饋;王林濤;;盾構(gòu)管片拼裝試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2013年06期
4 周鴻彬;龔國芳;王林濤;吳偉強;;Φ1.2m縮尺實驗盾構(gòu)機械結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2014年02期
5 劉杰;卿啟湘;文桂林;楊會;;考慮載荷流泄時盾構(gòu)機T形焊接結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析[J];固體力學(xué)學(xué)報;2014年02期
6 丁峻宏;金先龍;郭毅之;湯華;楊洪杰;;土壤切削大變形的三維數(shù)值仿真[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2007年04期
7 丁峻宏;金先龍;李根國;吳建成;楊洪杰;;基于并行計算的盾構(gòu)機刀盤三維切削仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2007年23期
8 譚青;屠昌鋒;暨智勇;夏毅敏;;盤形滾刀切割巖石的數(shù)值仿真[J];現(xiàn)代制造工程;2009年02期
9 夏毅敏;薛靜;周喜溫;;盾構(gòu)刀具破巖過程及其切削特性[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期
【共引文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 劉杰;卿啟湘;文桂林;;EPB盾構(gòu)機推進系統(tǒng)振動響應(yīng)分析[J];工程設(shè)計學(xué)報;2013年06期
2 劉杰;卿啟湘;文桂林;楊會;;考慮載荷流泄時盾構(gòu)機T形焊接結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析[J];固體力學(xué)學(xué)報;2014年02期
3 朱留憲;楊玲;楊明金;朱超;;基于光滑流體動力學(xué)的土壤切削仿真研究[J];中國農(nóng)機化學(xué)報;2014年04期
4 李萬莉;劉佳寶;游正民;;雙輪銑槽機銑削巖土過程的數(shù)值模擬[J];中國工程機械學(xué)報;2014年05期
5 馬愛麗;廖慶喜;田波平;黃海東;舒彩霞;周善鑫;林新;;基于ANSYS/LS_DYNA的螺旋刀具土壤切削的數(shù)值模擬[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年02期
6 周明;張國忠;許綺川;夏俊芳;;土壤直角切削的有限元仿真[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年04期
7 鐘江;蔣建東;姜濤;趙章風(fēng);喬欣;張憲;;基于光滑粒子流體動力學(xué)仿真的板結(jié)土壤深旋耕技術(shù)[J];機械工程學(xué)報;2010年19期
8 賀力克;譚青;王志富;朱逸;;盾構(gòu)實驗臺盤形滾刀垂向振動間接測試研究[J];機械研究與應(yīng)用;2012年03期
9 周明;張國忠;姚興林;;有限元法在土壤切削過程模擬中的應(yīng)用[J];農(nóng)機化研究;2009年09期
10 楊望;蔡敢為;楊堅;;土壤直剪試驗的動力學(xué)仿真[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2011年07期
相關(guān)會議論文 前3條
1 覃國良;廖慶喜;黃海東;;鏈?zhǔn)介_溝機刀片切削土壤過程的數(shù)值模擬研究[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會(CSAE 2009)論文集[C];2009年
2 周明;張國忠;許綺川;夏俊芳;周勇;姚興林;;直線刃橫刀直角切削過程有限元仿真與分析[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會(CSAE 2009)論文集[C];2009年
3 譚援強;劉川;張浩;肖湘武;徐孜軍;;軟巖切削的離散元模擬及實驗研究[A];顆粒材料計算力學(xué)研究進展[C];2012年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條
1 吳起星;復(fù)合地層中盾構(gòu)機滾刀破巖力學(xué)分析[D];暨南大學(xué);2011年
2 宋剛;連續(xù)墻銑槽機銑輪優(yōu)化設(shè)計試驗研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年
3 翟力欣;犁體結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)對流變型土壤耕作阻力的影響研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年
4 于龍;三維RITSS大變形有限元方法及其在基礎(chǔ)刺入破壞和錨板承載力問題中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2008年
5 王景祥;抓挖阻力理論研究及DSG-800液壓抓斗的研制[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2010年
6 楊望;基于粘土的木薯塊根仿生拔起機構(gòu)基礎(chǔ)理論研究[D];廣西大學(xué);2012年
7 張茜;盾構(gòu)裝備掘進中的力學(xué)特征分析與載荷建模[D];天津大學(xué);2012年
8 王立輝;全斷面巖石掘進機刀具磨損狀態(tài)的分析與識別[D];天津大學(xué);2012年
9 王飛;盾構(gòu)直接掘削大直徑鋼筋混凝土群樁研究[D];北京交通大學(xué);2014年
10 王林濤;盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 韓大勇;果樹挖坑定量施肥機的研制[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年
2 周紀(jì)磊;全斷面巖石掘進機刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2011年
3 歐陽濤;盾構(gòu)典型刀具組合破巖受力特性研究[D];中南大學(xué);2011年
4 王志富;盾構(gòu)機盤形滾刀垂向振動特性研究[D];中南大學(xué);2011年
5 李良晶;基于SPH法的板結(jié)土壤深耕技術(shù)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年
6 申培文;受動靜載荷作用刀具破巖斷裂力學(xué)分析及數(shù)值模擬[D];湖南科技大學(xué);2011年
7 蘇召斌;基于斷裂力學(xué)的盤形滾刀破巖載荷數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2012年
8 李發(fā)泉;掘進機截割頭破巖過程數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年
9 江俊杰;盾構(gòu)掘進過程中的異常工況識別與智能決策[D];浙江大學(xué);2012年
10 段小明;盾構(gòu)掘進過程中的自動軌跡跟蹤控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年
【二級參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 高龍;傅攀;;基于LabVIEW和PCI-1711的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];兵工自動化;2007年02期
2 鄭久強;龔國芳;胡國良;楊華勇;;盾構(gòu)刀盤變轉(zhuǎn)速液壓驅(qū)動系統(tǒng)[J];工程機械;2006年04期
3 趙寶虎;王燕群;岳澄;亢一瀾;王輝;;盾構(gòu)始發(fā)過程反力架應(yīng)力監(jiān)測與安全評價[J];工程力學(xué);2009年09期
4 周如林;龔國芳;施虎;朱北斗;劉峰;;盾構(gòu)推進系統(tǒng)液壓缸的同步協(xié)調(diào)控制[J];工程設(shè)計學(xué)報;2009年06期
5 劉峰;龔國芳;石元奇;朱北斗;;基于自適應(yīng)控制技術(shù)的盾構(gòu)掘進監(jiān)控系統(tǒng)[J];工程設(shè)計學(xué)報;2010年04期
6 劉國斌;龔國芳;朱北斗;施虎;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盾構(gòu)推進速度自適應(yīng)PID控制[J];工程設(shè)計學(xué)報;2010年06期
7 王劍;王悅東;陳秉智;;焊接結(jié)構(gòu)焊縫疲勞壽命的靈敏度分析[J];固體力學(xué)學(xué)報;2010年S1期
8 張琨英;;基于PLC的磨削液變頻恒壓供給系統(tǒng)設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2013年02期
9 雷小虎;巢斯;;豎向荷載作用下地基彈簧剛度對超高層建筑樁筏基礎(chǔ)筏板的影響[J];結(jié)構(gòu)工程師;2011年01期
10 鄭志敏;;盾構(gòu)推進系統(tǒng)設(shè)計[J];隧道建設(shè);2006年04期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 李曉峰;基于虛擬疲勞試驗的鐵路車輛焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測[D];大連交通大學(xué);2008年
,本文編號:1943053
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/1943053.html