基于動(dòng)力穩(wěn)定性的全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤臨界推進(jìn)速度研究
本文選題:TBM刀盤 切入點(diǎn):數(shù)值仿真 出處:《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2014年21期
【摘要】:推進(jìn)速度是全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(Tunnel boring machine,TBM)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。其值過(guò)小將降低機(jī)械的掘進(jìn)效率;過(guò)大將引起刀盤的大幅振動(dòng),導(dǎo)致聯(lián)接螺栓超常松動(dòng)、引起主軸承塑性變形與斷裂,嚴(yán)重影響施工安全。為確定推進(jìn)速度的臨界值,引入非線性彈簧單元模擬破巖過(guò)程中滾刀與巖石的相互作用,采用有限元法對(duì)刀盤掘進(jìn)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,得到了在不同巖層中掘進(jìn)時(shí)保證刀盤動(dòng)力穩(wěn)定性的推進(jìn)速度臨界值。所得結(jié)果可為合理設(shè)計(jì)TBM推進(jìn)速度,有效控制刀盤振動(dòng),減少振動(dòng)破壞,提升TBM的地質(zhì)適應(yīng)性和施工安全性提供參考。
[Abstract]:Propulsion speed is an important design parameter of tunnel boring machine for full section rock tunnel tunneling machine. If the value is too small, the driving efficiency of the machine will be reduced, and the excessive vibration of the cutter head will cause the joint bolt to become unusually loose. In order to determine the critical value of propulsion speed, nonlinear spring element is introduced to simulate the interaction between hob and rock during rock breaking. The dynamic simulation of the driving process of the cutter head is carried out by using the finite element method, and the critical value of the propulsion speed to ensure the dynamic stability of the cutter head in different rock strata is obtained. The results can be used to design the TBM propulsion speed reasonably and effectively control the vibration of the cutter head. Reduce vibration damage and improve geological adaptability and construction safety of TBM.
【作者單位】: 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃,2013CB035402) 國(guó)家自然科學(xué)基金(11172200);國(guó)家自然科學(xué)基金科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究(11127202)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】:U455.31
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):1662801
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