【摘要】：近些年來,計算機技術(shù)快速發(fā)展,數(shù)字樣機技術(shù)也隨之迅猛發(fā)展,并已漸漸成為開發(fā)新產(chǎn)品一種嶄新的技術(shù)。利用數(shù)字樣機技術(shù)可以克服傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中的一些缺點,如設(shè)計周期長、成本耗費高及對實際產(chǎn)品的依賴性等。在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計階段,可以利用數(shù)字樣機技術(shù)檢測其中存在的問題和不足,并快速地進(jìn)行修正和改進(jìn),最終獲得用戶滿意的產(chǎn)品。因此,這樣不僅可以減少設(shè)計研究時間,節(jié)省研發(fā)成本,而且可以使設(shè)計的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能得到明顯提升,同時使企業(yè)在市場競爭中具有更強的實力和資本。全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(簡稱TBM)是將機械、電子、液壓、激光等相關(guān)技術(shù)集合在一起的大型工廠化機械化的隧道工程掘進(jìn)系統(tǒng)。全斷面巖石掘進(jìn)機的優(yōu)點是機械化水平高、挖掘速度快、施工周期短、工作環(huán)境安全可靠、綜合效益高等,因此,已經(jīng)成為國內(nèi)外隧道施工方法的首要選擇,在地鐵隧道、鐵路隧道、引水工程和城市排水排污系統(tǒng)等重大項目實施中得到了普遍應(yīng)用。本文主要以WIRTH公司生產(chǎn)的TB803E敞開式硬巖隧道掘進(jìn)機為研究對象,進(jìn)行數(shù)字樣機的開發(fā)。首先,根據(jù)TB803E二維圖紙,應(yīng)用三維軟件Pro/ENGINEER建立關(guān)鍵零部件的三維模型,對這些零部件進(jìn)行裝配,并對其裝配體進(jìn)行干涉檢驗,利用PRO/E Animation模塊對整機進(jìn)行運動學(xué)仿真。然后,對盤形滾刀的破巖理論和破巖軌跡進(jìn)行分析,依據(jù)巖石的力學(xué)性能,探究刀具的受力情況以及掘進(jìn)機整個刀盤受到的徑向不平衡力和傾覆力矩,據(jù)此對盤形滾刀的布置形式進(jìn)行優(yōu)化分析,同時研究撐靴的受力情況。最后,使用ANSYS Workbench軟件平臺對刀盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,為刀盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供合理的理論依據(jù)。數(shù)字樣機技術(shù)能夠直觀的展示TB803E掘進(jìn)機的功能原理仿真,該技術(shù)不但適用于該掘進(jìn)機的開發(fā),而且可以應(yīng)用到其他類型掘進(jìn)機的開發(fā)研究中,甚至可以擴展推行至其他復(fù)雜機械系統(tǒng)的研發(fā)中,具有極重要的實用價值。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of computer technology and the rapid development of digital prototyping technology, it has gradually become a new technology to develop new products. Some shortcomings in traditional product development can be overcome by using digital prototyping technology, such as long design cycle, high cost and dependence on actual products. In the stage of product development and design, digital prototyping technology can be used to detect the existing problems and shortcomings, and to quickly correct and improve, and finally to obtain a satisfactory product. Therefore, it can not only reduce the time of design and research, save the cost of research and development, but also improve the quality and performance of the designed products, and make the enterprise have stronger strength and capital in the market competition. Full-section rock tunneling machine (TBM) is a large-scale mechanized tunneling system which combines mechanical, electronic, hydraulic and laser technologies together. The advantages of full section rock tunneling machine are high mechanization level, high excavation speed, short construction period, safe and reliable working environment, high comprehensive benefit, etc. Therefore, it has become the first choice of tunnel construction methods at home and abroad. Railway tunnels, water diversion projects and urban sewerage systems have been widely used in the implementation of major projects. This paper focuses on the development of digital prototype of TB803E open hard rock tunnel tunneling machine produced by WIRTH Company. Firstly, according to the two-dimensional drawings of TB803E, the 3D model of the key parts is built by using Pro/ENGINEER software, and the components are assembled, and the components are tested by interference, and the kinematics simulation of the whole machine is carried out by using PRO/E Animation module. Then, the rock breaking theory and track of the disc hob are analyzed. According to the mechanical properties of the rock, the stress of the cutter and the radial unbalance force and overturning moment of the whole cutter head of the tunneling machine are explored. According to this, the layout of disc hob is optimized and the force of supporting boot is studied. Finally, the structural static analysis and modal analysis of the cutter head structure are carried out by using the ANSYS Workbench software platform, which provides a reasonable theoretical basis for the structural optimization of the cutter head. Digital prototype technology can show the functional principle simulation of TB803E roadheader intuitively. This technology is not only suitable for the development of the roadheader, but also can be applied to the development of other types of roadheader. Even can be extended to other complex mechanical systems research and development, has a very important practical value.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U455.31

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭耀;;面向新型飛行器應(yīng)用的數(shù)值模擬與數(shù)字樣機技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2009年21期

2 李佳新;張翔;;數(shù)字樣機與模態(tài)分析[J];機電技術(shù);2009年S1期

3 黃劍鳴;徐磊;陳旭;賀娜;王喻;;數(shù)字樣機開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年07期

4 孟飆;曲學(xué)軍;;飛機工藝數(shù)字樣機定義及其應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代制造工程;2011年10期

5 楊云斌;王峰軍;韋力凡;何良莉;;數(shù)字樣機技術(shù)在復(fù)雜產(chǎn)品工程設(shè)計中的應(yīng)用研究[J];機械設(shè)計與制造;2012年04期

6 郭偉;許紅靜;張偉;;復(fù)雜產(chǎn)品典型零件加工數(shù)字樣機實現(xiàn)方法的研究[J];中國機械工程;2007年24期

7 陳陽平;高亮;王琛;謝強;丁秋林;;直升機數(shù)字樣機區(qū)域化上下文設(shè)計方法研究[J];中國機械工程;2010年15期

8 ;UGS公司正式發(fā)布NX 5[J];工業(yè)設(shè)計;2007年05期

9 王榮智;任小中;裴學(xué)勝;趙雁;程軍濤;;數(shù)字樣機技術(shù)在城市客車車身開發(fā)中的應(yīng)用[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2010年02期

10 ;利用數(shù)字樣機加速產(chǎn)品開發(fā)[J];中國制造業(yè)信息化;2007年Z1期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄭耀;解利軍;陳建軍;;高端數(shù)字樣機及其支撐技術(shù)[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

2 譚建榮;;數(shù)字樣機共性關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用[A];高檔數(shù)控機床與制造工藝創(chuàng)新論壇論文集[C];2009年

3 王秋芳;劉樹林;趙金龍;;基于數(shù)字樣機的維修性評價方法研究[A];2012年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨第四屆可靠性工程分會第四次全體委員大會論文集[C];2012年

4 楊云斌;王峰軍;;數(shù)字樣機平臺在戰(zhàn)斗部研究中的應(yīng)用[A];2009系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

5 邵靜;;基于Autodesk Inventor的數(shù)字樣機實現(xiàn)[A];十三省區(qū)市機械工程學(xué)會第五屆科技論壇論文集[C];2009年

6 邵靜;;基于Autodesk Inventor的數(shù)字樣機實現(xiàn)[A];2009海峽兩岸機械科技論壇論文集[C];2009年

7 李繼明;劉振剛;張東嶺;;Y5B飛機數(shù)字樣機的建立及應(yīng)用[A];探索創(chuàng)新交流－－中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2004年

8 鄭耀;陳建軍;解利軍;鄒建鋒;黃爭舸;楊永健;;高端數(shù)字樣機及其在CFD中的應(yīng)用[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 何德雨;胡蔦慶;王珉;;基于AMESim的機電液系統(tǒng)數(shù)字樣機與故障仿真技術(shù)[A];第11屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會（ROTDYN2014）論文集（下冊）[C];2014年

10 翟慶剛;孫華榮;朱凱;萬會全;;基于數(shù)字樣機的維修性虛擬核查技術(shù)[A];探索 創(chuàng)新 交流——第五屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集(第5集)[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 高林 史阿云;數(shù)字樣機進(jìn)入工程應(yīng)用階段[N];中國航天報;2014年

2 本報記者 謝桂珍;超越3D數(shù)字樣機助力制造業(yè)設(shè)計創(chuàng)新[N];機電商報;2010年

3 方正;數(shù)字樣機的技術(shù)關(guān)鍵[N];中國航空報;2001年

4 本報記者 謝桂珍;體驗創(chuàng)想 歐特克數(shù)字樣機開啟制造業(yè)破冰之旅[N];機電商報;2008年

5 方正;數(shù)字樣機的技術(shù)關(guān)鍵[N];中國航空報;2001年

6 方正;數(shù)字樣機的技術(shù)關(guān)鍵[N];中國航空報;2001年

7 李明 馬志云;河柴：三維數(shù)字樣機提升設(shè)計質(zhì)量[N];中國船舶報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 傅云;復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機多性能耦合分析與仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2008年

2 許紅靜;復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機集成分析建模方法研究[D];天津大學(xué);2007年

3 胡勇;支持?jǐn)?shù)字樣機協(xié)同評審的網(wǎng)格虛擬現(xiàn)實環(huán)境支撐技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張延杰;敞開式硬巖隧道掘進(jìn)機數(shù)字樣機開發(fā)與關(guān)鍵部件CAE分析[D];東北大學(xué);2014年

2 劉曉軍;基于數(shù)字樣機的敞開式硬巖隧道掘進(jìn)機功能仿真研究[D];東北大學(xué);2014年

3 張偉;面向生命周期的復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機建模方法的研究[D];天津大學(xué);2007年

4 鐘展;面向復(fù)雜產(chǎn)品的數(shù)字樣機技術(shù)的研究及實踐[D];重慶大學(xué);2005年

5 鄧玉泉;基于數(shù)字樣機的液路系統(tǒng)故障分析方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

6 潘宇輝;高端數(shù)字樣機的幾何用戶環(huán)境及若干關(guān)鍵技術(shù)的研究和實現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2008年

7 郭建麟;電子設(shè)備數(shù)字樣機建模與仿真分析研究[D];天津大學(xué);2008年

8 董國鳳;基于汽車同步工程的數(shù)字樣機項目管理方法研究[D];上海交通大學(xué);2011年

9 段麗;高端數(shù)字樣機中的幾何用戶環(huán)境——框架設(shè)計和軟件實現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2010年

10 藺帥南;電磁閥的數(shù)字樣機技術(shù)研究及性能仿真[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號：2226777