本文關(guān)鍵詞：刀盤掘進(jìn)過程動(dòng)態(tài)仿真

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【摘要】：刀盤是巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)開挖巖石的關(guān)鍵部件,通過試驗(yàn)或者現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)得到其與圍巖的相互作用規(guī)律極為困難。利用數(shù)值模擬方法,在ABAQUS/Explicit環(huán)境下建立了模擬刀盤掘進(jìn)的三維分析模型。采用擴(kuò)展的DruckerPrager非線性彈塑性模型作為巖體的本構(gòu)模型;應(yīng)用包含單元?jiǎng)h除功能的損傷失效準(zhǔn)則模擬切屑的形成及分離,并基于顯式積分算法實(shí)現(xiàn)了TBM刀盤掘進(jìn)全物理過程的直接數(shù)值模擬,得到了刀盤的動(dòng)態(tài)掘進(jìn)載荷以及掌子面巖體的損傷失效狀態(tài)。仿真結(jié)果表明:對(duì)于所選定的巖石力學(xué)參數(shù),當(dāng)推進(jìn)距離達(dá)到8.5 mm時(shí),掌子面巖體全面損傷,刀盤進(jìn)入穩(wěn)定掘進(jìn)階段;在掘進(jìn)過程中,刀盤載荷波動(dòng)劇烈,其第1階主頻約為刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的2倍。上述模擬方法可以為TBM掘進(jìn)過程的分析提供有效的工具。
【作者單位】： 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： TBM刀盤 Drucker-Prager模型 顯式積分算法 數(shù)值仿真 掘進(jìn)載荷 幅頻特性
【基金】：國家973計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013CB035042) 國家863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012AA041801) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11172200);國家自然科學(xué)基金科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究專項(xiàng)資助項(xiàng)目(11127202)
【分類號(hào)】：U455.39
【正文快照】： 隧道掘進(jìn)機(jī)(tunnel boring machine,TBM)是隧道掘進(jìn)的專門工程機(jī)械,被廣泛用于地下交通、運(yùn)輸管道等隧道工程建設(shè)。作為TBM開挖巖石的關(guān)鍵部件,刀盤性能將直接影響施工效率與安全。目前國內(nèi)外學(xué)者已從刀具破巖機(jī)理、刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法以及刀盤載荷估算方法等方面對(duì)TBM刀盤進(jìn)行

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張寧川;;硬巖掘進(jìn)機(jī)刀盤純切削扭矩計(jì)算研究[J];隧道建設(shè);2008年06期

2 宋克志;王本福;;隧道掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀的工作原理分析[J];建筑機(jī)械;2007年07期

3 譚青;張魁;夏毅敏;王凱;聶衛(wèi)東;;TBM刀具三維破巖仿真[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年06期

4 沈建奇;金先龍;楊建剛;凌宇峰;;盾構(gòu)機(jī)刀盤掘削動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

5 蘇翠俠;王燕群;蔡宗熙;亢一瀾;黃田;;盾構(gòu)刀盤掘進(jìn)載荷的數(shù)值模擬[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 滿林濤;盤形滾刀破巖過程有限元數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王瑤;;復(fù)合地層大直徑盾構(gòu)刀盤及扭矩計(jì)算[J];城市軌道交通研究;2010年11期

2 彭勇;;某工程盾構(gòu)滾刀在硬巖地層中的使用情況分析[J];廣州建筑;2011年03期

3 楊明;熊計(jì);郭智興;萬維財(cái);;國內(nèi)外盾構(gòu)機(jī)刀盤和刀具研究現(xiàn)狀概況[J];工具技術(shù);2013年04期

4 陳橋;周建軍;李鳳遠(yuǎn);;盤形滾刀推力試驗(yàn)研究[J];工程機(jī)械;2013年09期

5 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年11期

6 劉博;李守巨;;土壓平衡盾構(gòu)機(jī)密封艙土壓力控制研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年S1期

7 盧美茂;周保軍;;成都地鐵一號(hào)線盾構(gòu)刀具磨損分析及對(duì)策[J];隧道建設(shè);2009年S1期

8 古宗華;;盤形滾刀的維修與管理[J];隧道建設(shè);2009年S1期

9 陳饋;蘇翠俠;王燕群;;盾構(gòu)刀盤的有限元參數(shù)化建模及其分析[J];隧道建設(shè);2011年01期

10 李震;霍軍周;孫偉;郭麗;何恩光;;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤結(jié)構(gòu)主參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2011年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙曉豹;姚羲和;龔秋明;何冠文;馬洪素;李曉昭;;不同切深條件下滾刀線性侵入實(shí)驗(yàn)中巖石破裂模式研究[A];第5屆廢物地下處置學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳起星;復(fù)合地層中盾構(gòu)機(jī)滾刀破巖力學(xué)分析[D];暨南大學(xué);2011年

2 劉志杰;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 王立輝;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀具磨損狀態(tài)的分析與識(shí)別[D];天津大學(xué);2012年

4 方錫武;一類界面元建模與分析方法及其在裝備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

5 郝萬軍;大型礦用挖掘機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2014年

6 高魁東;薄煤層滾筒采煤機(jī)裝煤性能研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

7 王飛;盾構(gòu)直接掘削大直徑鋼筋混凝土群樁研究[D];北京交通大學(xué);2014年

8 李剛;基于數(shù)字樣機(jī)的全斷面掘進(jìn)機(jī)功能仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2013年

9 梁方;草地切根施肥補(bǔ)播復(fù)式改良機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

10 潘世強(qiáng);基于離散元法的芯鏵式開溝器優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高見;盾構(gòu)機(jī)刀盤開口率與盤體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2010年

2 羅德志;復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)刀盤布刀規(guī)律研究及刀盤CAD系統(tǒng)開發(fā)[D];中南大學(xué);2011年

3 劉永強(qiáng);砂卵石地層土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的刀盤設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2010年

4 崔鳳治;盾構(gòu)刀盤的輕量化設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2010年

5 田雨;考慮巖石圍壓與損傷的TBM盤形滾刀受力的數(shù)值模擬分析[D];天津大學(xué);2010年

6 李豐華;基于接觸力學(xué)的盤形滾刀磨損量估算方法[D];天津大學(xué);2012年

7 蘇召斌;基于斷裂力學(xué)的盤形滾刀破巖載荷數(shù)值模擬[D];天津大學(xué);2012年

8 李發(fā)泉;掘進(jìn)機(jī)截割頭破巖過程數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

9 暨智勇;盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)切刀切削軟巖和土壤受力模型研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];中南大學(xué);2009年

10 屠昌鋒;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀垂直力和側(cè)向力預(yù)測模型研究[D];中南大學(xué);2009年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙維剛,楊超,杜彥良,沙明元,杜立杰;秦嶺隧道TBM機(jī)—石界面的界定分析[J];北方交通大學(xué)學(xué)報(bào);1999年02期

2 余靜,程凱;滾刀破碎理論分析[J];東北工學(xué)院學(xué)報(bào);1980年02期

3 林家騏;研究盤形滾刀破巖機(jī)理與提高刀具使用壽命[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年01期

4 茅承覺,劉友元;隧洞掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀滾壓巖石的試驗(yàn)[J];工程機(jī)械;1985年03期

5 張照煌;掘進(jìn)機(jī)刀盤上盤刀布置規(guī)律的探討[J];工程機(jī)械;1996年07期

6 田東升,張照煌;掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀破巖工作模擬及分析[J];工程機(jī)械;2000年02期

7 張照煌,葉定海,趙慶玉;巖石掘進(jìn)機(jī)刀具間距的確定及分析[J];工程機(jī)械;2002年11期

8 霍軍周;孫偉;郭莉;李震;張旭;;多滾刀順次作用下巖石破碎模擬及刀間距分析[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

9 余靜;;滾壓破巖機(jī)理和參數(shù)計(jì)算[J];金屬礦山;1981年07期

10 張厚美;;TBM的掘進(jìn)性能數(shù)值仿真研究[J];隧道建設(shè);2006年S2期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳起星;復(fù)合地層中盾構(gòu)機(jī)滾刀破巖力學(xué)分析[D];暨南大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊金強(qiáng);盤形滾刀受力分析及切割巖石數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2007年

2 屠昌鋒;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀垂直力和側(cè)向力預(yù)測模型研究[D];中南大學(xué);2009年

3 張魁;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀作用下巖石破碎特征及滾刀振動(dòng)特性研究[D];中南大學(xué);2010年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張照煌;周紀(jì)磊;劉瑞華;;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤軸承受力分析[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2010年S1期

2 黃友堯;;切制圓弧傘齒輪的可調(diào)整刀盤設(shè)計(jì)[J];機(jī)械制造;1959年12期

3 ;φ500不重磨銑刀盤[J];機(jī)械工人技術(shù)資料;1976年08期

4 ;車削圓錐體工具[J];機(jī)械工人冷加工技術(shù)資料;1977年08期

5 吳良勇;;掘進(jìn)機(jī)刀盤應(yīng)力分析[J];水利電力施工機(jī)械;1982年04期

6 蔡文偉;;掘進(jìn)機(jī)刀盤上的滾刀表置[J];水利電力施工機(jī)械;1984年03期

7 劉瑞權(quán);;汽缸體結(jié)合面及止口徑向可調(diào)精銑刀盤[J];機(jī)械制造;1990年08期

8 鄭思義;;新型刀盤[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1992年02期

9 李建斌;何於璉;;盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)刀盤研制實(shí)例[J];隧道建設(shè);2005年06期

10 夏毅敏;吳元;吳峰;劉文華;林賚貺;;某隧道盾構(gòu)刀盤仿真與力學(xué)性能研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2013年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫騁;陳義得;;復(fù)雜地質(zhì)條件下刀盤變形原因及處理技術(shù)[A];第十三屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

2 李斌;賈云飛;李文功;;盾構(gòu)機(jī)刀盤修復(fù)技術(shù)[A];2011中國盾構(gòu)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

3 王旭;王日清;趙海峰;李天明;;盾構(gòu)機(jī)刀盤的地質(zhì)適應(yīng)性設(shè)計(jì)研究[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 韓偉鋒;李鳳遠(yuǎn);;盾構(gòu)刀盤優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第九屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)專輯[C];2013年

5 肖來元;楊家軍;;圓形刀盤機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[A];第八屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

6 吳樂;;單護(hù)盾TBM掘進(jìn)管片旋轉(zhuǎn)相關(guān)問題及應(yīng)對(duì)措施[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

7 田輝;;一種大直徑泥水盾構(gòu)在砂土地層中刀盤被卡的脫困方法[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

8 桂軼雄;姚文花;;盾構(gòu)機(jī)刀盤修復(fù)及改進(jìn)技術(shù)研究[A];施工機(jī)械化新技術(shù)交流會(huì)論文集（第六輯）[C];2005年

9 陳啟偉;李鳳遠(yuǎn);陳饋;;大直徑泥水盾構(gòu)刀盤外圈梁長距離掘進(jìn)修復(fù)技術(shù)[A];第二屆隧道掘進(jìn)機(jī)（盾構(gòu)、TBM）專業(yè)委員會(huì)第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中鐵隧道集團(tuán)城市盾構(gòu)項(xiàng)目管理、施工技術(shù)、設(shè)備維保交流會(huì)論文集[C];2011年

10 韓偉鋒;李鳳遠(yuǎn);王助鋒;;盾構(gòu)刀盤參數(shù)化建模系統(tǒng)開發(fā)[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會(huì)論文集[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李名;中鐵隧道第一臺(tái)自主研發(fā)的盾構(gòu)刀盤成功出廠[N];中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2005年

2 李華坤;中鐵隧道自主產(chǎn)權(quán)盾構(gòu)刀盤出廠[N];中國建設(shè)報(bào);2006年

3 通訊員伍振 齊夢學(xué);掘進(jìn)“壽命”延長15公里[N];中國鐵道建筑報(bào);2009年

4 通訊員 宋義忠 蘭紅賓;高壓環(huán)境下載人維修盾構(gòu)機(jī)刀盤修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)首次成功應(yīng)用[N];人民鐵道;2013年

5 宋義忠 蘭紅賓;高壓環(huán)境下載人維修盾構(gòu)機(jī)刀盤技術(shù)在國內(nèi)首次成功應(yīng)用[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

6 伍振　齊夢學(xué);自主創(chuàng)新TBM技術(shù)獲得國家專利[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2009年

7 姜明 姜書范 詹智慧 李慧楠;鐵打的隊(duì)伍鐵打的兵[N];中華建筑報(bào);2014年

8 本報(bào)記者 耿諾 實(shí)習(xí)生 孫奇茹;9號(hào)線實(shí)現(xiàn)南北全線貫通[N];北京日?qǐng)?bào);2012年

9 本報(bào)記者 陳亮 趙中庸;“科技號(hào)”對(duì)接見真功[N];人民鐵道;2013年

10 陳軍;如何正確使用鎢鋼縱切薄刀[N];中國包裝報(bào);2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 邢彤;盾構(gòu)刀盤液壓驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

2 劉志杰;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 蘇翠俠;基于數(shù)值仿真技術(shù)的盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)載荷與結(jié)構(gòu)特性研究[D];天津大學(xué);2011年

4 王化更;液壓缸直接驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及控制研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

5 黃清飛;砂卵石地層盾構(gòu)刀盤刀具與土相互作用及其選型設(shè)計(jì)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

6 錢華;雙連桿偏心盾構(gòu)刀盤系統(tǒng)總體參數(shù)優(yōu)化研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周紀(jì)磊;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

2 王憲云;地質(zhì)適應(yīng)性刀盤方案設(shè)計(jì)方法與流程研究[D];天津大學(xué);2012年

3 仇桂勇;土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)刀盤性能仿真分析與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

4 田青青;輻條式刀盤地質(zhì)適應(yīng)性的數(shù)值分析[D];天津大學(xué);2010年

5 王學(xué)科;微型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

6 張雷;商用乘騎式草坪割草車刀盤流場及動(dòng)力學(xué)特性的研究[D];南京理工大學(xué);2009年

7 黃允文;可伸縮式復(fù)合盾構(gòu)掘進(jìn)刀盤分析設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2007年

8 張偉;全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤刀具布置方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

9 姬廣彬;盾構(gòu)刀盤的設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2009年

10 惠永川;滲流條件下輻條式刀盤盾構(gòu)掘進(jìn)面穩(wěn)定性分析[D];天津大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：985131