本文關(guān)鍵詞：TBM虛擬樣機(jī)建模及掘進(jìn)性能仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TBM施工以它高效、快速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代地下隧道工程施工中占居于主導(dǎo)地位�，F(xiàn)有的TBM在施工過程中,由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變或巖層的不均勻分布會導(dǎo)致刀盤面上載荷發(fā)生嚴(yán)重偏離軸線的現(xiàn)象。針對這一問題提出了國家973項(xiàng)目(NO.2013CB035400)子課題一硬巖掘進(jìn)裝備的智能感知與主動糾偏。本課題作為該課題的一部分,旨在利用虛擬樣機(jī)的方法,分析巖石對TBM掘進(jìn)性能的影響。本論文分為五章,各章內(nèi)容分述如下：論文第一章主要介紹了TBM的基本類型、使用范圍及工作原理,提出了開展TBM建模研究的必要性；簡要介紹了TBM建模、虛擬樣機(jī)技術(shù)、參數(shù)化建模的研究現(xiàn)狀,并對現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)；最后概述論文的研究目標(biāo)和主體內(nèi)容。論文第二章從TBM結(jié)構(gòu)形式和工作原理出發(fā),確定出TBM主機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；然后利用三維造型軟件SolidWorks和ANSYS,采用基于界面的方法,分別對機(jī)構(gòu)中的主要零部件和圍巖進(jìn)行了表達(dá)；最后在ADAMS軟件中集成前面生成的模型庫,建立機(jī)構(gòu)之間的連接和約束關(guān)系,得到完整的TBM虛擬樣機(jī)模型。論文第三章針對本文中建立的TBM主機(jī)虛擬樣機(jī)比較復(fù)雜,提出采用參數(shù)化建模的方法,將TBM虛擬樣機(jī)建模過程完全用參數(shù)化的語言進(jìn)行表達(dá)。首先基于SolidWorks的二次開發(fā)方法,采用VB語言建立TBM零件三維參數(shù)化模型；然后利用ANSYS的參數(shù)化編程語言建立圍巖有限元參數(shù)化模型；最后借助ADAMS軟件的批處理語言建立TBM虛擬樣機(jī)參數(shù)化模型。論文第四章內(nèi)容包括在恒推力工作模式下,對TBM虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真,并分析巖石負(fù)載對TBM掘進(jìn)性能的影響。主要分析均勻巖石和分層分布的巖石斷面對TBM軸向掘進(jìn)位移、軸向掘進(jìn)速度、滾刀貫入量以及刀盤面所受巖石的軸向合力四個參數(shù)的影響。論文第五章對本論文的工作進(jìn)行了全面的總結(jié),概括了課題的主要研究內(nèi)容與結(jié)論,并對論文的不足和未來的工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：TBM 虛擬樣機(jī)建模 參數(shù)化建模 巖石負(fù)載 掘進(jìn)性能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.3
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 課題的研究背景12-16
• 1.1.1 TBM簡介12-13
• 1.1.2 TBM的類型13-16
• 1.2 國內(nèi)外的研究進(jìn)展16-24
• 1.2.1 TBM建模研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)18-20
• 1.2.3 參數(shù)化建模研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.4 課題相關(guān)理論方面的研究21-24
• 1.3 課題的研究目標(biāo)及意義24
• 1.3.1 研究目標(biāo)24
• 1.3.2 研究意義24
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容24-25
• 1.5 本章小結(jié)25-26
• 第2章 基于界面的TBM虛擬樣機(jī)建模26-41
• 2.1 TBM主機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析26-29
• 2.2 TBM主機(jī)三維造型29-31
• 2.3 圍巖柔性體建模31-33
• 2.3.1 ADAMS柔性體簡介31-32
• 2.3.2 ANSYS模態(tài)中性文件生成32-33
• 2.4 TBM主機(jī)虛擬樣機(jī)建模33-40
• 2.4.1 ADAMS建模和求解原理33-34
• 2.4.2 ADAMS下建立TBM主機(jī)的虛擬樣機(jī)模型的步驟34-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 TBM虛擬樣機(jī)參數(shù)化建模41-60
• 3.1 三維零件建模參數(shù)化41-53
• 3.1.1 SolidWorks二次開發(fā)框架42
• 3.1.2 SolidWorks二次開發(fā)API接口對象42-44
• 3.1.3 系統(tǒng)開發(fā)工具44
• 3.1.4 SolidWorks二次開發(fā)的具體過程44-53
• 3.2 圍巖三維造型參數(shù)化53-55
• 3.3 TBM虛擬樣機(jī)建模參數(shù)化55-59
• 3.3.1 ADAMS交互建模與命令流建模的關(guān)系56
• 3.3.2 ADAMS命令流建模實(shí)現(xiàn)56-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 TBM虛擬樣機(jī)仿真分析60-67
• 4.1 巖層條件對掘進(jìn)狀態(tài)的影響60
• 4.2 巖層強(qiáng)度對掘進(jìn)狀態(tài)的影響60-62
• 4.3 巖層分布對掘進(jìn)狀態(tài)的影響62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 論文總結(jié)67-68
• 5.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄A ADAMS參數(shù)化命令程序73-79

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本文編號：274905