盾構機是一種集電氣、機械、液壓等多學科為一體的工廠化隧道掘進系統(tǒng),其中液壓推進系統(tǒng)擔負著頂進任務,保證盾構機沿預定軸線掘進,并完成糾偏和姿態(tài)控制。在盾構機的施工過程中需要調整盾構的掘進速度和盾構的掘進姿態(tài),在此過程中調節(jié)液壓推進系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)壓力或流量會產(chǎn)生擾動。過大的擾動會破壞盾構的土壓平衡從而引起地表凸起,沉降等事故,護盾也會受到液壓缸撐靴的影響而遭到破壞。本文利用CFD數(shù)值模擬技術研究盾構機掘進過程中調節(jié)液壓推進系統(tǒng)所產(chǎn)生的擾動,在此基礎上采用代理模型及優(yōu)化算法對系統(tǒng)參數(shù)(閥、管道)進行優(yōu)化,并分析液壓推進機構的動力學特性,得到不同工況下推進機構動平臺與靜平臺之間的動力映射關系。本文的具體研究內(nèi)容如下:(1)以土壓平衡盾構機液壓推進系統(tǒng)為研究對象,研究調節(jié)液壓推進系統(tǒng)所引起的系統(tǒng)擾動。根據(jù)6.5米盾構液壓推進系統(tǒng)建立系統(tǒng)流域模型,其中包括比例調速閥出口腔體、直動式比例溢流閥、長管道、液壓缸無桿腔。網(wǎng)格方案采用混合網(wǎng)格并進行網(wǎng)格無關性驗證,采用動網(wǎng)格技術模擬調節(jié)液壓推進系統(tǒng)所引起的壓力、流量變化規(guī)律。(2)在分析調節(jié)推進系統(tǒng)引起系統(tǒng)壓力擾動的基礎上,基于代理模型方法和優(yōu)化算法對液壓推...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 非定常流場數(shù)值模擬
    2.1 計算流體力學
    2.2 CFD模型
        2.2.1 推進系統(tǒng)流域模型
        2.2.2 網(wǎng)格模型
    2.3 用戶自定義函數(shù)UDF
    2.4 模型求解
        2.4.1 湍流模型
        2.4.2 邊界條件
        2.4.3 CFD仿真結果
    2.5 本章小結
3 基于代理模型的參數(shù)優(yōu)化設計
    3.1 確定設計變量
        3.1.1 試驗設計方法
        3.1.2 正交試驗設計及結果
    3.2 選取樣本點
    3.3 構建代理模型
        3.3.1 代理模型技術
        3.3.2 模型評價標準
        3.3.3 精度檢驗
    3.4 目標優(yōu)化
        3.4.1 模擬退火算法
        3.4.2 優(yōu)化結果
        3.4.3 結果驗證
    3.5 本章小結
4 盾構電液推進系統(tǒng)
    4.1 引言
    4.2 推進機構
        4.2.1 推進機構運動學分析
        4.2.2 液壓推進系統(tǒng)等效機構
        4.2.3 分區(qū)的等效模型參數(shù)確定
    4.3 推進系統(tǒng)靜力分析
    4.4 工況分析
    4.5 本章小結
5 結論與展望
參考文獻
附錄 A 比例調速閥流量控制UDF程序
附錄 B 閥芯運動UDF程序
攻讀碩士學位期間發(fā)表科研成果情況
致謝



本文編號：3922842