【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、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,也能夠對隧道進行支護,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以及刀盤的破巖機理,滾動破巖產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】

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本文編號：2807169