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(jì)學(xué)報(bào)》2015年03期
【摘要】:針對(duì)盾構(gòu)機(jī)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(wèn)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(duì)模型進(jìn)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(jì)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(guò)研究有限元網(wǎng)格大小對(duì)仿真結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)CEL法相對(duì)于EF法和ALE法對(duì)網(wǎng)格大小敏感性低,一定程度上提高了切削土體計(jì)算效率.總之,所提出方法更適合工程實(shí)際中盾構(gòu)機(jī)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(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAH09B02)
【分類號(hào)】:U455.39;TP391.9
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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