發(fā)布時(shí)間：2018-07-03 15:25

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

【摘要】：刀盤是TBM的重要部件之一,其工作性能直接影響到TBM的工作壽命和隧道施工質(zhì)量。本文視刀盤載荷為隨機(jī)載荷,基于ANSYS和WORKBENCH對(duì)TBM刀盤的可靠性和疲勞特性進(jìn)行分析,并對(duì)其薄弱部位進(jìn)行尺寸優(yōu)化。本文的主要工作如下:(1)TBM刀盤三維模型的建立。為提高計(jì)算精度,通過(guò)對(duì)刀盤進(jìn)行實(shí)體切分和肋板對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)剛連等方式,獲得了刀盤的六面體網(wǎng)格模型。在分析刀盤受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,在滾刀刀孔處建立關(guān)鍵點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了分組對(duì)刀盤施加隨機(jī)載荷。(2)TBM刀盤的可靠性分析。在考慮刀盤載荷隨機(jī)變化的情況下,基于響應(yīng)面法,利用ANSYS中的概率分析模塊,得到了刀盤結(jié)構(gòu)的失效概率,確定了影響其失效概率主、次要因素,研究了切向力與推進(jìn)力之比對(duì)失效概率的影響,對(duì)比分析了靈敏度與切/推比例系數(shù)之變化關(guān)系。(3)TBM刀盤的疲勞分析。根據(jù)有限元分析結(jié)果,基于修正的S-N曲線理論,對(duì)刀盤進(jìn)行了疲勞分析,繪制了刀盤結(jié)構(gòu)的S-N曲線和疲勞—敏感度曲線,分析了影響刀盤疲勞壽命的主要因素,為刀盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。(4)TBM刀盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過(guò)對(duì)刀盤結(jié)構(gòu)薄弱部位的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行參數(shù)化描述,以最小壽命為目標(biāo),對(duì)這些尺寸進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后最小壽命增加了230.6%,最大等效應(yīng)力減小了29.3%。通過(guò)對(duì)相關(guān)尺寸的靈敏度分析,確定了影響最小壽命的關(guān)鍵因素,為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了參考。
[Abstract]:Cutter head is one of the important parts of TBM. Its working performance directly affects the working life of TBM and the quality of tunnel construction. Based on ANSYS and WORKBENCH, the reliability and fatigue characteristics of TBM cutters are analyzed, and the size of the weak parts is optimized. The main work of this paper is as follows: (1) the establishment of three-dimensional model of TBM cutter head. In order to improve the calculation accuracy, the hexahedron mesh model of the cutter head is obtained by dividing the cutter head and connecting the corresponding nodes of the rib plate. Based on the analysis of the stress characteristics of the cutter head, the key points are established at the hole of the hob, and the random load is applied to the cutter head by grouping. (2) the reliability analysis of the TBM cutter head. Based on the response surface method and the probability analysis module in ANSYS, the failure probability of the cutter head structure is obtained, and the main and secondary factors affecting the failure probability are determined. The influence of the ratio of tangential force to propulsion force on failure probability is studied, and the relationship between sensitivity and shear / push ratio coefficient is analyzed. (3) fatigue analysis of TBM cutter head. According to the results of finite element analysis and based on the modified S-N curve theory, the fatigue analysis of the cutter head is carried out, the S-N curve and the fatigue sensitivity curve of the cutter head structure are drawn, and the main factors affecting the fatigue life of the cutter head are analyzed. It provides the basis for optimal design of cutter head structure. (4) structure optimization of TBM cutter head. By parameterized description of the key dimensions of the weak part of the cutter head structure, these dimensions are optimized with the aim of minimum life. After optimization, the minimum life is increased by 230.6 and the maximum equivalent stress is reduced by 29.3. Based on the sensitivity analysis of the relevant dimensions, the key factors affecting the minimum life are determined, which provides a reference for improving the design.
【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
【分類號(hào)】：U455.39

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本文編號(hào)：2094100