【摘要】：全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)因其安全、高效和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),越來越廣泛地應(yīng)用在地下隧道施工中。而刀盤位于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的最前端,承受著滾刀群破巖時帶來的復(fù)雜載荷,為了保證隧道掘進(jìn)工作的順利、高效,必須保證刀盤的強(qiáng)度和剛度,避免刀盤發(fā)生過大的變形和振動。由于實(shí)際工程中刀盤受力復(fù)雜,外載隨地質(zhì)條件和施工參數(shù)等而變化,因此僅僅對刀盤進(jìn)行靜態(tài)分析是不夠的,還必須對刀盤進(jìn)行更加符合實(shí)際條件的動力分析。本文基于實(shí)際工程,建立了更加符合實(shí)際的雙板刀盤模型,并通過滾刀破巖仿真模型來獲取刀盤外載。其次,不僅對刀盤進(jìn)行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析,來研究隨著刀盤前后板厚度及間距的調(diào)整,刀盤的強(qiáng)度和剛度的變化規(guī)律;最后還對刀盤進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,以及多點(diǎn)激勵方式下的刀盤瞬態(tài)分析,來研究刀盤的變形、振動的特點(diǎn)和規(guī)律,為刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)總結(jié)了全斷而巖石掘進(jìn)機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用歷程,以及刀盤受力、刀盤振動和刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;闡述了全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的分類、主要結(jié)構(gòu)和工作原理,并且總結(jié)出刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和發(fā)展現(xiàn)狀,對刀盤受力、變形和振動的理論公式也進(jìn)行了歸納和推導(dǎo)。(2)根據(jù)實(shí)際工程建立雙板刀盤模型,并以滾刀破巖仿真的方式獲取刀盤外載;通過改變刀盤前后板厚度及兩板間距的方式來調(diào)節(jié)刀盤結(jié)構(gòu),對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的刀盤進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析,來探索刀盤前后板厚度及間距對其剛度和強(qiáng)度的影響,并根據(jù)相關(guān)結(jié)論對原有刀盤進(jìn)行優(yōu)化。(3)通過施加簡諧載荷,對刀盤進(jìn)行諧響應(yīng)分析,獲取刀盤在不同頻率下的振動及變形規(guī)律,以及各階模態(tài)振型在刀盤振動中的參與程度,最后對刀盤優(yōu)化前后的結(jié)果進(jìn)行對比。(4)通過施加多點(diǎn)集中隨機(jī)載荷,對刀盤進(jìn)行瞬態(tài)分析,探索多點(diǎn)激勵下刀盤啟動瞬間不同區(qū)域的變形特點(diǎn)和規(guī)律,最后對刀盤優(yōu)化前后的結(jié)果進(jìn)行對比。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U455.39

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本文編號：2699140