【摘要】：為了提高復合式盾構刀盤掘進的穩(wěn)定性,刀盤上滾刀的優(yōu)化布置成為設計的核心問題。通過分析滾刀的受力,確定以滾刀極徑與極角作為設計變量、滾刀布置原則作為約束的數學優(yōu)化模型;采用多目標Pareto解的非劣性分層遺傳算法將多個目標函數同時優(yōu)化,根據目標函數最優(yōu)原則在Pareto最優(yōu)解集中選擇滿足要求的優(yōu)化方案。應用該優(yōu)化方法對廣州地鐵某復合式盾構刀盤進行優(yōu)化布置。研究結果顯示:優(yōu)化后(邊滾刀數量為9時),徑向載荷合力減小了21.3%,傾覆合力矩減小了17.8%,破巖量方差減少了15%,表明所建模型及使用的多目標Pareto解的非劣性分層遺傳算法是可行和有效的。
[Abstract]:In order to improve the stability of compound shield cutter heading, the optimization of hob arrangement on cutter head becomes the core problem in design. By analyzing the force of hob, the mathematical optimization model of hob's pole diameter and pole angle as design variable and hob layout principle as constraint is determined. The multiobjective Pareto solution is optimized simultaneously by using the noninferior hierarchical genetic algorithm. According to the principle of objective function optimization, the optimal scheme is selected in the set of Pareto optimal solution. The optimization method is used to optimize the layout of a compound shield cutter head in Guangzhou Metro. The results show that after optimization (the number of edge hobs is 9), the resultant radial load decreases by 21.3, the moment of overturning force decreases by 17.8, and the variance of rock breaking quantity decreases by 15%. It is shown that the proposed model and the non-inferior hierarchical genetic algorithm for multi-objective Pareto solutions are feasible and effective.
【作者單位】： 石家莊鐵道大學機械工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助(51275321)
【分類號】：U455.39

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10 邢晨;復合式土壓平衡盾構機刀盤的設計與優(yōu)化研究[D];河北科技大學;2014年

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