【摘要】：伴隨著科學技術的高速發(fā)展以及地面土地資源的日益稀缺,開發(fā)與利用地下空間成為必然。硬巖掘進機(TBM)是地下隧道掘進常用的大型設備,相對于傳統(tǒng)的鉆爆法,其具有快速、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、安全等優(yōu)點,被廣泛用于鐵路、公路、市政、水利建設等。硬巖掘進機是國家重大裝備制造創(chuàng)新體系的重要組成部分,它反映了一個國家的綜合實力和科技發(fā)展水平。硬巖掘進機利用刀盤旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)切割巖層,達到破巖掘進的目的,在出渣的同時,也能夠?qū)λ淼肋M行支護,使得隧道全斷面一次成型。硬巖掘進機在破巖掘進時,由于巖石的脆性特質(zhì)以及刀盤的破巖機理,滾動破巖產(chǎn)生強沖擊載荷會引起系統(tǒng)的劇烈振動,引起推進支撐系統(tǒng)載荷和動力學特性的不確定性,從而影響掘進工作效率。本文的研究對象為TBM撐靴,運用Solidworks建立了撐靴實體模型,在建模時盡可能忠于圖紙,同時為了提高計算速度,對無關緊要部分進行了一定的簡化。通過ANSYS對TBM撐靴進行了模態(tài)分析、諧響應分析、瞬態(tài)動力分析。本文的主要工作如下:(1)運用Solidworks建立TBM撐靴實體模型,通過有限元軟件ANSYS對撐靴進行模態(tài)分析。了解撐靴的振動特性,得到了撐靴在兩種典型工況下的前十階固有頻率和對應的固有振型,確定了諧響應分析及瞬態(tài)動力分析的關鍵位置。分析結(jié)果表明,在工況一下,撐靴變形集中在撐靴邊角及耳座處,在工況二下,撐靴變形主要集中在撐靴邊角。(2)對兩種典型工況下的TBM撐靴進行了諧響應分析,得到了在周期性變化的簡諧激勵作用下,撐靴各個關鍵位置位移隨簡諧激勵頻率變化的頻幅響應曲線。(3)以兩種不同工況為例,對TBM啟動時撐靴進行瞬態(tài)分析,得到了撐靴上各關鍵點在撐靴支撐方向X,主機掘進方向Z上隨時間變化的位移、速度和加速度響應。
【學位授予單位】：華東交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U455.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳青梅;汪菲;楊玉虎;;TBM支撐-推進-換步機構(gòu)固有特性及靈敏度分析[J];機械設計;2017年04期

2 荊留杰;張娜;楊晨;;TBM及其施工技術在中國的發(fā)展與趨勢[J];隧道建設;2016年03期

3 楊忠炯;魯耀中;周立強;李洪賓;;基礎振動下TBM推進液壓系統(tǒng)工作特性研究[J];工程設計學報;2015年03期

4 張銀霞;江志強;王棟;覃壽同;;TBM撐靴的結(jié)構(gòu)強度分析及優(yōu)化[J];煤礦機械;2015年04期

5 李光朋;周小磊;朱雷;;TBM撐靴油缸導向套的受力分析與探討[J];建筑機械化;2014年12期

6 霍軍周;楊靜;孫偉;凌靜秀;;不同TBM支撐結(jié)構(gòu)形式下的圍巖穩(wěn)定性分析[J];東北大學學報(自然科學版);2014年11期

7 王棟;宋志東;肖波;;TBM撐靴系統(tǒng)雙球面零件的靜力學分析[J];制造業(yè)自動化;2014年18期

8 余海東;郝培;趙勇;來新民;;硬巖掘進裝備支撐系統(tǒng)界面接觸剛度非線性特性[J];機械工程學報;2014年21期

9 郝培;余海東;趙勇;;考慮隧道表面特性的硬巖全斷面掘進裝備撐靴接觸界面剛度分析[J];上海交通大學學報;2014年06期

10 王夢恕;;中國盾構(gòu)和掘進機隧道技術現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展思路[J];隧道建設;2014年03期

相關碩士學位論文 前10條

1 王偉;基于CRH2G高速列車車體振動特性與運行模態(tài)試驗研究[D];華東交通大學;2016年

2 宋學亮;基于ANSYS的單梁橋式起重機橫梁結(jié)構(gòu)的動力學分析和輕量化研究[D];蘭州理工大學;2016年

3 史堅堅;TBM盤型滾刀力學特性分析[D];大連交通大學;2015年

4 宋志東;TBM撐靴系統(tǒng)關鍵件的有限元分析與機械加工工藝設計[D];鄭州大學;2015年

5 李獻;硬巖掘進機（TBM）的動力學分析與振動控制[D];上海交通大學;2015年

6 牛文文;TBM支撐推進機構(gòu)掘進性能分析[D];天津大學;2014年

7 路娜;基于ANSYS的煤炭采樣機采樣臂動力學分析[D];長安大學;2014年

8 段閃閃;TBM撐靴系統(tǒng)關鍵件異形軸的研究[D];鄭州大學;2014年

9 王隨心;基于ANSYS的門式起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析[D];長安大學;2012年

10 劉玉峰;基于ANSYS的橋式起重機結(jié)構(gòu)力學性能分析及優(yōu)化[D];西安建筑科技大學;2012年

本文編號：2807169