本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)分區(qū)布局的動力傳遞特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：盾構(gòu)是現(xiàn)代化隧道工程施工的大型掘進(jìn)裝備,推進(jìn)系統(tǒng)是盾構(gòu)的關(guān)鍵組成部分,主要承擔(dān)著整個(gè)盾構(gòu)的頂進(jìn)任務(wù),實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的曲線行進(jìn)、姿態(tài)控制、糾偏以及同步運(yùn)動。在掘進(jìn)過程中,由于所處的地質(zhì)條件是復(fù)雜多變的,盾構(gòu)機(jī)刀盤前端受到的負(fù)載也隨之不斷變化,所以往往會引起盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)動力傳遞的復(fù)雜多變,這樣不僅會使盾構(gòu)掘進(jìn)過程中順應(yīng)負(fù)載的能力下降,而且施工誤差會增大,還會引起管片受力的負(fù)載不均衡,造成管片破損,開裂,崩塌等現(xiàn)象的發(fā)生,嚴(yán)重影響盾構(gòu)掘進(jìn)施工的效率和整個(gè)隧道工程的質(zhì)量。本文以土壓平衡盾構(gòu)機(jī)為研究對象,基于盾構(gòu)的動力傳遞特性分別對盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)四分區(qū)均勻和非均勻的布局設(shè)計(jì)機(jī)理展開深入研究:1.對盾構(gòu)地層掘進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)向前掘進(jìn)和姿態(tài)調(diào)整情況下的受力狀況進(jìn)行了詳細(xì)分析,并構(gòu)建了盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的力學(xué)模型。針對均勻地質(zhì)和非均勻地質(zhì)兩種工況,分別計(jì)算水土壓力和摩擦阻力載荷數(shù)值,并繪制出水土壓力分布圖,為后續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)的動力傳遞特性分析和布局優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。2.通過對盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行詳細(xì)分析,得出超冗余推進(jìn)系統(tǒng)的等效并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型,并對其位置和速度進(jìn)行分析,得出速度和力傳遞雅克比矩陣,在此基礎(chǔ)上利用Solidworks和ADAMS對盾構(gòu)掘進(jìn)過程中存在的三種運(yùn)動姿態(tài)分別進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真分析,為后續(xù)的動力學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。3.依據(jù)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)推進(jìn)系統(tǒng)負(fù)載順應(yīng)性和頂推在管片上作用力均布性原則,建立推進(jìn)系統(tǒng)動力傳遞性能評價(jià)指標(biāo),并結(jié)合盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)力學(xué)理論模型,分別對推進(jìn)系統(tǒng)四分區(qū)均勻和非均勻系統(tǒng)空間力傳遞特性進(jìn)行詳細(xì)分析,并得出影響動力傳遞性能的主要敏感因素,以MATLAB為工具,基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)力傳遞模型建立其理論分析模型,通過對不同地質(zhì)載荷工況下不同敏感參數(shù)影響的動力傳遞性能分別進(jìn)行詳細(xì)的仿真對比分析。4.確立以推進(jìn)系統(tǒng)液壓缸推力的性能評價(jià)指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù),影響動力傳遞性能的敏感因素為設(shè)計(jì)變量,設(shè)置相關(guān)的約束函數(shù),采用粒子群優(yōu)化算法分別對推進(jìn)系統(tǒng)四分區(qū)均勻布局和非均勻布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),將得到的優(yōu)化后結(jié)果與原型號推進(jìn)系統(tǒng)布局參數(shù)相比較,得出優(yōu)化布局后推進(jìn)系統(tǒng)的負(fù)載順應(yīng)性和均布性能更好,從而確定了優(yōu)化后推進(jìn)統(tǒng)布局設(shè)計(jì)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu) 推進(jìn)系統(tǒng) 動力傳遞 仿真 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.39
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 推進(jìn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 受力計(jì)算模型研究現(xiàn)狀15
• 1.3.2 推進(jìn)系統(tǒng)電液控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 推進(jìn)系統(tǒng)順應(yīng)性研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.4 推進(jìn)系統(tǒng)分區(qū)布局研究現(xiàn)狀17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)受力分析與計(jì)算19-33
• 2.1 推進(jìn)系統(tǒng)受力分析19-26
• 2.1.1 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)掘進(jìn)阻力分析19-22
• 2.1.2 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)阻扭矩分析22-26
• 2.2 推進(jìn)系統(tǒng)力學(xué)模型構(gòu)建26
• 2.3 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)外載荷的計(jì)算26-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析33-44
• 3.1 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的等效機(jī)構(gòu)模型建立33-38
• 3.1.1 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的組成分析33
• 3.1.2 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)等效機(jī)構(gòu)模型的建立33-34
• 3.1.3 空間坐標(biāo)之間的位姿轉(zhuǎn)換關(guān)系34-36
• 3.1.4 盾構(gòu)推進(jìn)機(jī)構(gòu)的位置分析36-37
• 3.1.5 盾構(gòu)推進(jìn)機(jī)構(gòu)的速度分析37-38
• 3.2 盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)動仿真分析38-42
• 3.2.1 推進(jìn)機(jī)構(gòu)軸向運(yùn)動仿真分析39-40
• 3.2.2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)徑向運(yùn)動仿真分析40-41
• 3.2.3 推進(jìn)機(jī)構(gòu)動平臺翻轉(zhuǎn)運(yùn)動仿真分析41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 第4章推進(jìn)系統(tǒng)的動力傳遞特性分析44-71
• 4.1 盾構(gòu)推進(jìn)機(jī)構(gòu)的動力傳遞特性研究44-55
• 4.1.1 推進(jìn)機(jī)構(gòu)動力傳遞性能評價(jià)指標(biāo)建立44-45
• 4.1.2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)四分區(qū)均勻空間力學(xué)模型建立及特性分析45-50
• 4.1.3 推進(jìn)機(jī)構(gòu)四分區(qū)非均勻空間力模型構(gòu)建及特性分析50-55
• 4.2 均勻分布地層下推進(jìn)系統(tǒng)的動力傳遞仿真分析55-63
• 4.2.1 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同間隔角的動力傳遞性能及分析比較55-58
• 4.2.2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同分區(qū)形式的動力傳遞性能及分析比較58-61
• 4.2.3 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同運(yùn)動姿態(tài)的動力傳遞性能及分析比較61-63
• 4.3 非均勻分布地層下推進(jìn)系統(tǒng)的動力傳遞仿真分析63-70
• 4.3.1 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同間隔角的動力傳遞性能及分析比較63-65
• 4.3.2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同分區(qū)形式的動力傳遞性能及分析比較65-68
• 4.3.3 推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同運(yùn)動姿態(tài)的動力傳遞性能及分析比較68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第5章 推進(jìn)系統(tǒng)液壓缸布局優(yōu)化設(shè)計(jì)71-84
• 5.1 推進(jìn)系統(tǒng)液壓缸布局優(yōu)化設(shè)計(jì)71
• 5.2 推進(jìn)系統(tǒng)液壓缸優(yōu)化布局的數(shù)學(xué)模型建立71-76
• 5.2.1 目標(biāo)函數(shù)71-72
• 5.2.2 約束條件72-74
• 5.2.3 設(shè)計(jì)變量選擇74-76
• 5.3 粒子群優(yōu)化算法簡介76-78
• 5.3.1 粒子群優(yōu)化算法數(shù)學(xué)模型及流程76-78
• 5.4 推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化后的布局結(jié)果78-79
• 5.5 盾構(gòu)機(jī)優(yōu)化后結(jié)果的動力傳遞性能分析79-83
• 5.5.1 推進(jìn)機(jī)構(gòu)非均勻分布的優(yōu)化結(jié)果對比分析80-81
• 5.5.2 推進(jìn)機(jī)構(gòu)均勻分布的優(yōu)化結(jié)果對比分析81-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 第6章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 總結(jié)84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與參與科研項(xiàng)目90

【參考文獻(xiàn)】

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)分區(qū)布局的動力傳遞特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：254070