【摘要】：伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及地面土地資源的日益稀缺,開發(fā)與利用地下空間成為必然。硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)是地下隧道掘進(jìn)常用的大型設(shè)備,相對于傳統(tǒng)的鉆爆法,其具有快速、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于鐵路、公路、市政、水利建設(shè)等。硬巖掘進(jìn)機(jī)是國家重大裝備制造創(chuàng)新體系的重要組成部分,它反映了一個國家的綜合實(shí)力和科技發(fā)展水平。硬巖掘進(jìn)機(jī)利用刀盤旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)切割巖層,達(dá)到破巖掘進(jìn)的目的,在出渣的同時,也能夠?qū)λ淼肋M(jìn)行支護(hù),使得隧道全斷面一次成型。硬巖掘進(jìn)機(jī)在破巖掘進(jìn)時,由于巖石的脆性特質(zhì)以及刀盤的破巖機(jī)理,滾動破巖產(chǎn)生強(qiáng)沖擊載荷會引起系統(tǒng)的劇烈振動,引起推進(jìn)支撐系統(tǒng)載荷和動力學(xué)特性的不確定性,從而影響掘進(jìn)工作效率。本文的研究對象為TBM撐靴,運(yùn)用Solidworks建立了撐靴實(shí)體模型,在建模時盡可能忠于圖紙,同時為了提高計算速度,對無關(guān)緊要部分進(jìn)行了一定的簡化。通過ANSYS對TBM撐靴進(jìn)行了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動力分析。本文的主要工作如下:(1)運(yùn)用Solidworks建立TBM撐靴實(shí)體模型,通過有限元軟件ANSYS對撐靴進(jìn)行模態(tài)分析。了解撐靴的振動特性,得到了撐靴在兩種典型工況下的前十階固有頻率和對應(yīng)的固有振型,確定了諧響應(yīng)分析及瞬態(tài)動力分析的關(guān)鍵位置。分析結(jié)果表明,在工況一下,撐靴變形集中在撐靴邊角及耳座處,在工況二下,撐靴變形主要集中在撐靴邊角。(2)對兩種典型工況下的TBM撐靴進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,得到了在周期性變化的簡諧激勵作用下,撐靴各個關(guān)鍵位置位移隨簡諧激勵頻率變化的頻幅響應(yīng)曲線。(3)以兩種不同工況為例,對TBM啟動時撐靴進(jìn)行瞬態(tài)分析,得到了撐靴上各關(guān)鍵點(diǎn)在撐靴支撐方向X,主機(jī)掘進(jìn)方向Z上隨時間變化的位移、速度和加速度響應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2807169