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TBM盘形滚刀安装方式优化与仿真研究
| 论文题名： | TBM盘形滚刀安装方式优化与仿真研究 |
| 关键词： | 隧道工程;全断面岩石掘进机;盘形滚刀;安装方式 |
| 摘要： | 全断面岩石掘进机(TBM)作为性能优良的地下工程施工装备，被广泛应用于城市地铁、输油管道、铁路运输等隧道工程，是我国重型设备制造行业领域里的标志性产品之一。 目前有关TBM的大部分设备零部件需要从国外进口。其中盘形滚刀作为TBM的关键部件，在TBM破岩掘进过程中盘形滚刀与岩石直接接触，受到的冲击较大，工作环境非常恶劣，很容易造成磨损与损坏，寿命比其他部件短，所以对盘形滚刀的破岩动态过程进行数值模拟，研究破岩过程中滚刀的受力情况，对于提高TBM的破岩能力、掘进效率、滚刀的使用寿命具有十分重要的意义。所以本文选择对TBM盘形滚刀安装方式进行研究。论文主要工作有以下几部分: (1)首先介绍了TBM盘形滚刀破岩理论及安装方式。盘形滚刀的破岩理论主要有三种，分别是挤压破岩理论、剪切与挤压破岩理论和张拉与挤压破岩理论。论文在滚刀正安装方式的基础上提出前倾安装和外倾安装方式，并分别论述这两种安装方式的优势。 (2)采用ABAQUS软件建立滚刀破岩力学模型。对建立好的三维模型进行仿真，将仿真值与美国密苏里大学罗拉分校的科罗拉多实验值进行比较，发现滚刀破岩受力的模拟结果与实验结果数值基本接近，证明了所建模型的正确性，为后文分析提供依据。 (3)分别对单滚刀和双滚刀模型的仿真结果进行分析。对于单滚刀，首先分析滚刀破岩不同切深条件下的最优外倾角，其次分析了不同切割速度条件下的最优外倾角。对于双滚刀，模拟了在等切深等间距等切割速度下不同外倾角的受力情况，得出最优外倾角度。 |
| 作者： | 董晓萌 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张照煌;夏拥军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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