TBM滾刀回轉(zhuǎn)破巖性能數(shù)值分析
本文選題:隧道掘進(jìn)機(jī) 切入點(diǎn):盤形滾刀 出處:《沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年01期
【摘要】:針對(duì)隧道掘進(jìn)機(jī)(tunnel boring machine,TBM)刀盤設(shè)計(jì)過(guò)程中盤形滾刀布局的刀間距和貫入度問(wèn)題,綜合巖石力學(xué)、彈塑性力學(xué)和斷裂力學(xué),并運(yùn)用有限元方法建立了TBM刀盤滾刀的動(dòng)態(tài)破巖三維模型.通過(guò)與線切割實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了模型的正確性和有效性,并在此基礎(chǔ)上分析了滾刀的回轉(zhuǎn)破巖,得到刀間距和貫入度對(duì)滾刀切削力及比能的影響規(guī)律.結(jié)果表明:隨著刀間距的增加,滾刀所受法向力將會(huì)逐漸增大,而其切向力基本保持不變,比能增加先減小后變大,在刀間距為60 mm附近取得最小值;法向力和切向力隨著貫入度的增加而增大,比能隨著貫入度增加而減小.
[Abstract]:Aiming at the problems of tool spacing and penetration of the layout of disc hob in the design process of tunnel tunnel boring machine tool head, this paper combines rock mechanics, elastoplastic mechanics and fracture mechanics. The dynamic rock breaking 3D model of TBM cutter hob is established by using finite element method. The correctness and validity of the model are verified by comparison with wire cutting experiment. On this basis, the rotary rock breaking of hob is analyzed. The influence of cutter spacing and penetration on the cutting force and specific energy of hob is obtained. The results show that the normal force of hob increases gradually with the increase of tool spacing, but the tangential force remains basically unchanged, and the specific energy decreases first and then becomes larger. The minimum value is obtained when the tool spacing is about 60 mm, the normal force and tangential force increase with the increase of penetration, and the specific energy decreases with the increase of penetration.
【作者單位】: 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;天津大學(xué)機(jī)構(gòu)理論與裝備設(shè)計(jì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51275339)
【分類號(hào)】:U455.3
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前4條
1 胡靜云;徐宏斌;唐海燕;;非標(biāo)準(zhǔn)巖樣巖石力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)研究[J];采礦技術(shù);2009年04期
2 張照煌,葉定海;盤形滾刀破巖模型及其側(cè)向力的計(jì)算[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期
3 蘇利軍;孫金山;盧文波;;基于顆粒流模型的TBM滾刀破巖過(guò)程數(shù)值模擬研究[J];巖土力學(xué);2009年09期
4 莫振澤;李海波;周青春;何恩光;鄒飛;朱小明;趙羽;;基于UDEC的隧道掘進(jìn)機(jī)滾刀破巖數(shù)值模擬研究[J];巖土力學(xué);2012年04期
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 張照煌;劉莎莎;;盤形滾刀作用下巖石應(yīng)變計(jì)算方法的探討[J];工程力學(xué);2010年01期
2 張照煌;喬永立;;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀布置規(guī)律研究[J];工程力學(xué);2011年05期
3 趙磐;鄔劍明;周春山;;自燃采空區(qū)注漿滅火漿液的擴(kuò)散行為研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2013年01期
4 楊明;熊計(jì);郭智興;萬(wàn)維財(cái);;國(guó)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
5 張照煌;孟亮;孫飛;;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀前傾安裝與傳統(tǒng)安裝破巖能耗對(duì)比分析[J];工程機(jī)械;2013年09期
6 孫紅;周鵬;孫健;王子男;;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)滾刀受力及磨損[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年09期
7 于洋;馮夏庭;陳天宇;陳東方;;深埋隧洞不同掘進(jìn)方式下即時(shí)型巖爆微震對(duì)比分析[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期
8 張西仲;張曉鐘;;盾構(gòu)機(jī)刀盤的布刀方式及刀具位置誤差分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2012年02期
9 夏毅敏;羅德志;周喜溫;;盾構(gòu)地質(zhì)適應(yīng)性配刀規(guī)律研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2011年07期
10 楊小林;唐國(guó)強(qiáng);謝冰;;平端壓頭靜力侵入巖石的數(shù)值研究[J];河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年06期
相關(guān)會(huì)議論文 前1條
1 譚援強(qiáng);劉川;張浩;肖湘武;徐孜軍;;軟巖切削的離散元模擬及實(shí)驗(yàn)研究[A];顆粒材料計(jì)算力學(xué)研究進(jìn)展[C];2012年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 蘇利軍;深埋軟巖隧洞雙護(hù)盾TBM施工圍巖穩(wěn)定控制理論與技術(shù)[D];武漢大學(xué);2010年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 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 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
3 屠昌鋒;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀垂直力和側(cè)向力預(yù)測(cè)模型研究[D];中南大學(xué);2009年
4 裴瑞英;盾構(gòu)機(jī)刀具磨損與布局問(wèn)題分析研究[D];天津大學(xué);2009年
5 滿林濤;盤形滾刀破巖過(guò)程有限元數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年
6 徐孜軍;盾構(gòu)刀具破巖特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2012年
7 王凱;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀及切刀磨損預(yù)測(cè)模型研究[D];中南大學(xué);2011年
8 張西仲;盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵性技術(shù)研究-刀盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安建筑科技大學(xué);2012年
9 王騰躍;TBM盤型滾刀關(guān)鍵技術(shù)及試驗(yàn)裝置研制[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2011年
10 張魏友;EPB盾構(gòu)刀盤結(jié)構(gòu)及其液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2013年
【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 虞和濟(jì),金國(guó)棟,蘇禾;盤形滾刀破巖機(jī)理的有限元分析[J];東北工學(xué)院學(xué)報(bào);1981年03期
2 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
3 茅承覺(jué),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
4 金國(guó)棟,金明法;掘進(jìn)機(jī)盤形窄刃滾刀[J];工程機(jī)械;1986年03期
5 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
6 楊圣奇,蘇承東,明平美,王光勇;巖石強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的研究方法和機(jī)理的研究[J];焦作工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年05期
7 張照煌,葉定海,茅承覺(jué);全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀具及受力分析——全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)技術(shù)講座之二[J];建筑機(jī)械;1998年10期
8 金國(guó)棟;黃士芳;虞和霽;程凱;陳玉田;史維祥;;全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)盤刀破巖機(jī)理分析(上)[J];電站施工機(jī)械;1981年03期
9 金國(guó)棟;;全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)盤刀破巖機(jī)理分析(下)[J];電站施工機(jī)械;1981年04期
10 李亮,傅鶴林;TBM破巖機(jī)理及刀圈改形技術(shù)研究[J];鐵道學(xué)報(bào);2000年S1期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 冷先倫;深埋長(zhǎng)隧洞TBM掘進(jìn)圍巖開挖擾動(dòng)與損傷區(qū)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所);2009年
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 周雁領(lǐng);;TBM盤形滾刀的質(zhì)量控制及其檢測(cè)維修技術(shù)[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2007年03期
2 周雁領(lǐng);;TBM盤形滾刀的質(zhì)量控制及其檢測(cè)維修技術(shù)[J];建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理;2006年10期
3 張照煌;;盤形滾刀與巖石相互作用理論研究現(xiàn)狀及分析(一)[J];工程機(jī)械;2009年09期
4 王慶柱,李培忠,萬(wàn)治昌;TB880E型掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀的改進(jìn)[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);1998年05期
5 曲長(zhǎng)海;楊樹均;張世明;;隧道掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用(上)[J];今日工程機(jī)械;2010年10期
6 宋克志;袁大軍;王夢(mèng)恕;;隧道掘進(jìn)機(jī)常用切割刀具應(yīng)用分析[J];建筑機(jī)械;2006年21期
7 王寶友;;ZED-260全方位激光導(dǎo)向系統(tǒng)在TBM施工中的應(yīng)用[J];鐵道建筑技術(shù);2005年S1期
8 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
9 吳起星;黃威然;馬宏偉;;復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀法向破巖力計(jì)算方法研究[J];礦山機(jī)械;2010年24期
10 紀(jì)昌明;張照煌;葉定海;;盤形滾刀刀間距對(duì)巖石躍進(jìn)破碎參數(shù)的影響[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期
相關(guān)會(huì)議論文 前10條
1 傅德明;;我國(guó)隧道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(下冊(cè))[C];2001年
2 傅冰駿;;優(yōu)先采用掘進(jìn)機(jī)——國(guó)際隧道快速開挖發(fā)展趨勢(shì)[A];四川省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)首屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年
3 趙維剛;杜彥良;劉明月;;全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)狀況分類識(shí)別研究[A];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)會(huì)2003年年會(huì)論文集[C];2003年
4 李典璜;閻啟漢;;西康線秦嶺特長(zhǎng)隧道TBM施工情況及問(wèn)題探討[A];第一屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會(huì)論文集(下冊(cè))[C];1999年
5 唐健;;TB880E隧道掘進(jìn)機(jī)PLC控制系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究[A];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)會(huì)2003年年會(huì)論文集[C];2003年
6 祁生文;伍法權(quán);王大國(guó);李曉;李守定;;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的施工速度(AR)與圍巖分類[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應(yīng)用——隧道、地下工程及巖石破碎學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年
7 祁生文;伍法權(quán);王大國(guó);李曉;李守定;;巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的施工速度(AR)與圍巖分類[A];隧道、地下工程及巖石破碎學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年
8 趙堅(jiān);;新加坡隧道與地下工程建設(shè)概況[A];第一屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會(huì)論文集(上冊(cè))[C];1999年
9 梁國(guó)強(qiáng);俞建立;;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在樂(lè)從立交橋基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用[A];全國(guó)城市橋梁青年科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1996年
10 余高飛;賈力爭(zhēng);董建華;;濕陷性黃土強(qiáng)夯效果淺析[A];老莊河現(xiàn)場(chǎng)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年
相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條
1 通訊員伍振 齊夢(mèng)學(xué);掘進(jìn)“壽命”延長(zhǎng)15公里[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2009年
2 關(guān)懷玉 李斌;轉(zhuǎn)型,再邁堅(jiān)實(shí)一步[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2009年
3 通訊員蔡慶榮、劉學(xué)靜 郭成龍;國(guó)內(nèi)首臺(tái)最小直徑TBM隧道掘進(jìn)機(jī)顯威力[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2010年
4 記者 姜書范 特約通訊員 丁萬(wàn)斌;十八局集團(tuán)“穿山”能力讓外國(guó)專家驚嘆[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2007年
5 記者 盛利;我西部地區(qū)首臺(tái)地鐵盾構(gòu)機(jī)成都下線[N];科技日?qǐng)?bào);2009年
6 孫利華 特約記者 楊延安;盾構(gòu):在光榮與夢(mèng)想中掘進(jìn)[N];洛陽(yáng)日?qǐng)?bào);2007年
7 姜書范邋丁萬(wàn)斌;南疆鐵路中天山隧道開工建設(shè)[N];人民鐵道;2007年
8 周志中;奧宇可鑫成功修復(fù)盾構(gòu)機(jī)[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2009年
9 呂晶 記者 王媛;地鐵一期下月復(fù)工[N];哈爾濱日?qǐng)?bào);2010年
10 記者 蘇毅 周叢笑;地鐵2號(hào)線盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)沙造[N];長(zhǎng)沙晚報(bào);2010年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前3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 李冬生;拱橋吊桿損傷監(jiān)測(cè)與健康診斷[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年
3 張凱之;盾構(gòu)機(jī)冗余驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D];上海交通大學(xué);2011年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 顧健健;地應(yīng)力下TBM盤形滾刀載荷特性及破巖參數(shù)匹配研究[D];中南大學(xué);2013年
2 滿林濤;盤形滾刀破巖過(guò)程有限元數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年
3 吳峰;TBM盤形滾刀貫入度與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];中南大學(xué);2012年
4 張慶貴;硬巖掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀載荷譜編制[D];東北大學(xué);2008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 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
7 孫永剛;隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤工作狀態(tài)及刀具參數(shù)的優(yōu)化分析[D];東北大學(xué);2008年
8 薛靜;盤形滾刀切削力影響因素及滾刀刃形優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];中南大學(xué);2010年
9 邊野;全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀載荷譜的編制[D];東北大學(xué);2009年
10 王凱;盾構(gòu)機(jī)盤形滾刀及切刀磨損預(yù)測(cè)模型研究[D];中南大學(xué);2011年
,本文編號(hào):1662259
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/1662259.html