全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)（TBM）是集機(jī)、電、液、控于一體的高端復(fù)雜隧道掘進(jìn)裝備,以其安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于水利水電、公路、鐵路、市政等工程建設(shè)領(lǐng)域。主機(jī)系統(tǒng)在施工過程中擔(dān)負(fù)著刀盤旋轉(zhuǎn)和向前掘進(jìn)的作用,是TBM最重要的系統(tǒng)。TBM正常掘進(jìn)時(shí),刀盤在多點(diǎn)強(qiáng)沖擊突變載荷作用下,易引起主機(jī)系統(tǒng)的劇烈振動(dòng),而極端惡劣的振動(dòng)往往會造成刀盤面板開裂、主軸承密封失效、主梁焊縫開裂等嚴(yán)重的工程問題,極大影響隧道施工的效率和安全。因此,對TBM主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析及抑振設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。目前,對于TBM振動(dòng)的研究主要集中在動(dòng)力學(xué)特性的分析,關(guān)于TBM減振的研究還十分有限,僅有的研究也主要是通過設(shè)計(jì)動(dòng)力吸振器對TBM主梁進(jìn)行抑振,但動(dòng)力吸振器在穩(wěn)定性上具有一定的不足,對時(shí)變位移特性下TBM的振動(dòng)控制效果有限。本文以開敞式TBM為例,對其主機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)特性展開深入研究和探討,提出了一種新型的智能抗振設(shè)計(jì)方法,主要研究內(nèi)容如下:1)基于多剛體動(dòng)力學(xué)理論,借助動(dòng)力學(xué)仿真軟件Adams為分析手段,以TBM主機(jī)系統(tǒng)為研究對象,建立了主機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型。之后對虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行約束條件的設(shè)置,綜合考慮齒... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 TBM發(fā)展研究現(xiàn)狀
        1.2.2 TBM動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 磁流變阻尼器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容及技術(shù)路線
2 多點(diǎn)強(qiáng)沖擊激勵(lì)下TBM主機(jī)系統(tǒng)多自由度動(dòng)力學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 TBM的組成及工作原理
        2.2.1 TBM的組成
        2.2.2 TBM的工作原理
    2.3 TBM主機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
    2.4 主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的確定
        2.4.1 齒輪接觸力參數(shù)
        2.4.2 液壓油缸參數(shù)
        2.4.3 刀盤等效剛度阻尼
        2.4.4 刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)
        2.4.5 機(jī)頭架等效剛度阻尼
        2.4.6 其它參數(shù)
    2.5 主機(jī)系統(tǒng)外部激勵(lì)的確定
        2.5.1 滾刀破巖模擬
        2.5.2 滾刀三向載荷的確定
        2.5.3 滾刀載荷的施加
    2.6 本章小結(jié)
3 基于現(xiàn)場實(shí)測驗(yàn)證的TBM主機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為及抗振靈敏度分析
    3.1 引言
    3.2 現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)驗(yàn)證
        3.2.1 仿真分析方案
        3.2.2 現(xiàn)場測試方案
        3.2.3 實(shí)測數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的對比驗(yàn)證
    3.3 主機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)
        3.3.1 時(shí)域振動(dòng)分析
        3.3.2 頻域振動(dòng)分析
    3.4 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的靈敏度分析
        3.4.1 護(hù)盾油缸位置處敏感性分析
        3.4.2 扭矩油缸位置處敏感性分析
        3.4.3 推進(jìn)油缸位置處敏感性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于磁流變原理的TBM主機(jī)抗振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 磁流變阻尼器添加的方案設(shè)計(jì)
    4.3 磁流變阻尼器的工作原理
        4.3.1 磁流變液的流變機(jī)理
        4.3.2 磁流變阻尼器的工作模式
    4.4 磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)形式的確定
    4.5 磁流變阻尼器阻尼力的計(jì)算模型
        4.5.1 剪切閥式阻尼器出力計(jì)算
        4.5.2 氣體補(bǔ)償式單出桿阻尼器出力計(jì)算
    4.6 磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.6.1 材料的選擇
        4.6.2 基本參數(shù)的設(shè)計(jì)
        4.6.3 氣體補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        4.6.4 液壓缸強(qiáng)度驗(yàn)算
    4.7 本章小結(jié)
5 TBM主機(jī)磁流變抗振磁路設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 磁路設(shè)計(jì)原則
    5.3 磁路分析
        5.3.1 磁路基本模型
        5.3.2 磁路計(jì)算
        5.3.3 線圈
    5.4 磁路的有限元分析
    5.5 本章小結(jié)
6 復(fù)雜工況下TBM磁流變抗振性能對比分析
    6.1 引言
    6.2 不同掘進(jìn)工況下主機(jī)磁流變抗振性能分析
        6.2.1 工況種類分析
        6.2.2 主機(jī)抗振性能分析
    6.3 不同突變載荷下主機(jī)磁流變抗振性能分析
        6.3.1 突變載荷分析
        6.3.2 主機(jī)抗振性能分析
    6.4 不同轉(zhuǎn)速下主機(jī)磁流變抗振性能分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]TBM姿態(tài)控制技術(shù)研究[D]. 張振.浙江大學(xué) 2016
[4]單對水平支撐TBM支撐推進(jìn)協(xié)調(diào)性研究[D]. 饒?jiān)埔?浙江大學(xué) 2016
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[7]硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）的動(dòng)力學(xué)分析與振動(dòng)控制[D]. 李獻(xiàn).上海交通大學(xué) 2015
[8]TBM支撐推進(jìn)換步機(jī)液系統(tǒng)數(shù)字仿真分析[D]. 王子謙.天津大學(xué) 2014
[9]單筒充氣型轎車磁流變液減振器研究[D]. 鞠銳.重慶大學(xué) 2014
[10]TBM刀盤系統(tǒng)振動(dòng)特性分析與掘進(jìn)現(xiàn)場測試研究[D]. 楊靜.大連理工大學(xué) 2014



本文編號：3402819