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《燕山大学》 2013年
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盾构机刀具切削的三维数值模拟研究及刀盘的有限元分析

刘伟  
【摘要】:在21世纪这个地下空间的世纪,盾构机以其自动化程度高、速度快、不受气候影响、对周围环境影响小等优点,越来越多的应用于交通、市政、水工等隧道工程。而刀盘和刀具是盾构机的关键部件,他们直接影响到施工的效率及成本。而不同城市中地质条件的不同以及刀盘刀具结构的不同都会对刀具的切削力和刀盘受力产生一定的影响。因此,研究刀具切削过程中切削力变化规律和刀盘结构的有限元分析对刀盘和刀具的设计应用有重要的指导意义。 本文参考天业通联的直径6.14m的土压平衡盾构机相关参数,应用ABAQUS软件中的显式算法对不同地质条件以及不同刀具参数下的切削过程进行了仿真模拟,得到了不同地质条件和不同刀具参数对刀具切削力的影响规律,对不同地质条件下刀具的参数设计起到了指导作用。 为了减小切削过程中刀具的切削力,本文对刀具的振动切削过程进行了仿真模拟,得到了激振信号的幅值和频率变化对刀具切削力的影响规律,并分析了其变化原因。 最后,本文还计算了盾构的推力及扭矩,分析了不同工况下刀盘的受力情况,并建立了刀盘的三维简化模型,对其不同工况进行了有限元分析,得到了刀盘不同工况下的应力、应变情况,为找出刀盘结构的薄弱部分并对其结构进行优化提供了依据。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU621

【参考文献】
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