本文關(guān)鍵詞：全斷面掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)刀具磨損機(jī)理與生命周期預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)是我國(guó)裝備制造業(yè)的標(biāo)志性產(chǎn)品,盤(pán)形滾刀是刀盤(pán)上配置的主要破巖刀具。滾刀工況惡劣,屬于易損件,是掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵部件。據(jù)統(tǒng)計(jì)滾刀的檢測(cè)維修更換所花費(fèi)的時(shí)間占工期的1/3左右;刀具成本占整個(gè)工程成本的1/3左右。另外,破巖模型、磨損模型和建立壽命體系研究為施工換刀提供理論依據(jù);對(duì)盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義,是刀盤(pán)刀具研究的關(guān)鍵。破巖機(jī)理研究是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)盤(pán)形滾刀破巖力的前提,而破巖力預(yù)測(cè)是全斷面掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,磨損機(jī)理研究是滾刀壽命預(yù)測(cè)的前提,盤(pán)形滾刀壽命預(yù)測(cè)是科學(xué)換刀的理論依據(jù)�；诖吮疚闹饕芯�?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)通過(guò)深入分析滾刀破巖過(guò)程中圍巖與刀圈的相互作用過(guò)程,確定滾刀硬巖掘進(jìn)的破巖機(jī)理,根據(jù)滾刀運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)建立盤(pán)形滾刀破巖點(diǎn)基于施工參數(shù)的三維運(yùn)動(dòng)方程。討論確定圍巖受壓后應(yīng)力分布函數(shù),應(yīng)用微元積分法構(gòu)建破巖力模型;應(yīng)用庫(kù)侖-莫爾準(zhǔn)則修正盤(pán)形滾刀破巖力預(yù)測(cè)模型,使其符合實(shí)際情況。(2)對(duì)盤(pán)形滾刀破巖機(jī)理深入研究,確定盤(pán)形滾刀與圍巖相互作用過(guò)程的滾刀刀圈磨損機(jī)理;分析滾刀、巖石和施工工藝參數(shù)對(duì)盤(pán)形滾刀破巖力的影響規(guī)律,討論影響滾刀刀圈磨損速率的因素,對(duì)盤(pán)形滾刀磨損情況分類(lèi)。(3)深入分析盤(pán)形滾刀刀圈半徑減小規(guī)律,研究刀圈磨損速率,定義盤(pán)形滾刀刀圈磨損系數(shù)并推導(dǎo)刀圈磨損量計(jì)算公式;同時(shí)深入分析圍巖磨蝕性影響因素,以巖石CAI值作為圍巖磨蝕性衡量標(biāo)準(zhǔn),與滾刀刀圈磨損系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。通過(guò)回歸分析,建立基于巖石CAI系數(shù)的滾刀壽命預(yù)測(cè)模型。(4)通過(guò)設(shè)計(jì)全斷面掘進(jìn)機(jī)盤(pán)形滾刀單因素破巖試驗(yàn),驗(yàn)證破巖力預(yù)測(cè)模型建立的準(zhǔn)確性和適用性;設(shè)計(jì)三因素三水平正交破巖試驗(yàn),驗(yàn)證影響滾刀破巖力因素主次關(guān)系。同時(shí)設(shè)計(jì)盤(pán)形滾刀刀圈磨損試驗(yàn)獲得滾刀刀圈磨損系數(shù)表,為建立壽命預(yù)測(cè)模型提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過(guò)秦嶺出口隧道數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證基于巖石CAI值的滾刀壽命預(yù)測(cè)模型的正確性和適用性。
【關(guān)鍵詞】：全斷面掘進(jìn)機(jī) 盤(pán)形滾刀 破巖力預(yù)測(cè) 磨損機(jī)理 壽命預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U455.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究的目的意義12-13
• 1.1.1 課題研究目的12-13
• 1.1.2 課題研究意義13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)13-18
• 1.2.1 破巖機(jī)理研究動(dòng)態(tài)13-14
• 1.2.2 刀具磨損研究動(dòng)態(tài)14-16
• 1.2.3 刀具壽命預(yù)測(cè)研究動(dòng)態(tài)16-17
• 1.2.4 目前尚未解決的問(wèn)題17-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及解決的關(guān)鍵問(wèn)題18-19
• 1.4 本文采取的技術(shù)路線及章節(jié)安排19-20
• 1.4.1 研究基礎(chǔ)19
• 1.4.2 技術(shù)路線19
• 1.4.3 章節(jié)安排19-20
• 第2章 全斷面掘進(jìn)機(jī)破巖機(jī)理研究20-32
• 2.1 全斷面掘進(jìn)機(jī)概述20-21
• 2.2 全斷面掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)刀具結(jié)構(gòu)及分類(lèi)21-23
• 2.3 巖石損傷現(xiàn)象及破壞機(jī)理23-24
• 2.3.1 巖石力學(xué)性質(zhì)23
• 2.3.2 強(qiáng)度準(zhǔn)則23-24
• 2.3.3 巖石損傷現(xiàn)象24
• 2.4 盤(pán)形滾刀破巖機(jī)理綜述24-29
• 2.4.1 壓痕試驗(yàn)25
• 2.4.2 擠壓破壞模型25-27
• 2.4.3 剪切破壞模型27-28
• 2.4.4 復(fù)合破換模型28
• 2.4.5 模型總結(jié)綜述28-29
• 2.5 盤(pán)形滾刀破巖機(jī)理研究29-30
• 2.6 章末小結(jié)30-32
• 第3章 破巖力預(yù)測(cè)模型建立32-47
• 3.1 破巖力預(yù)測(cè)理論基礎(chǔ)32-35
• 3.1.1 盤(pán)形滾刀受力狀態(tài)分析32-33
• 3.1.2 滾刀運(yùn)動(dòng)特性33-34
• 3.1.3 破巖點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程34-35
• 3.2 庫(kù)侖-莫爾準(zhǔn)則35-36
• 3.3 垂向破巖力預(yù)測(cè)36-40
• 3.3.1 應(yīng)力分布函數(shù)討論36-39
• 3.3.2 一次破巖力計(jì)算39
• 3.3.3 二次派生推力計(jì)算39-40
• 3.3.4 垂向破巖力預(yù)測(cè)模型40
• 3.4 切向破巖力預(yù)測(cè)40-41
• 3.5 破巖力影響因素分析41-45
• 3.5.1 貫入度影響分析41-42
• 3.5.2 刀間距影響分析42-43
• 3.5.3 滾刀半徑影響分析43-44
• 3.5.4 抗壓強(qiáng)度影響分析44-45
• 3.6 章末小結(jié)45-47
• 第4章 盤(pán)形滾刀磨損機(jī)理與壽命預(yù)測(cè)研究47-60
• 4.1 盤(pán)形滾刀材料特性47-48
• 4.2 盤(pán)形滾刀磨損機(jī)理48-50
• 4.2.1 磨損分類(lèi)48-49
• 4.2.2 影響因素分類(lèi)49
• 4.2.3 磨損機(jī)理49-50
• 4.3 盤(pán)形滾刀磨損系數(shù)50-53
• 4.3.1 磨損系數(shù)50-51
• 4.3.2 滾刀壽命計(jì)算51-53
• 4.4 基于回歸分析的滾刀壽命預(yù)測(cè)模型53-58
• 4.4.1 巖石磨蝕性研究53-55
• 4.4.2 滾刀壽命預(yù)測(cè)55-56
• 4.4.3 基于回歸分析的磨損預(yù)測(cè)模型56-58
• 4.5 章末小結(jié)58-60
• 第5章 試驗(yàn)研究與工程實(shí)例驗(yàn)證60-73
• 5.1 盤(pán)形滾刀破巖力試驗(yàn)研究60-65
• 5.1.1 破巖力試驗(yàn)設(shè)計(jì)60-63
• 5.1.2 破巖力試驗(yàn)結(jié)果分析63-64
• 5.1.3 模型驗(yàn)證64-65
• 5.2 盤(pán)形滾刀破巖力影響因素試驗(yàn)65-66
• 5.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)65
• 5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析65-66
• 5.3 磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果66
• 5.4 秦嶺隧道出口數(shù)據(jù)分析66-71
• 5.4.1 磨損系數(shù)比對(duì)67-70
• 5.4.2 滾刀刀圈壽命預(yù)測(cè)70
• 5.4.3 工程耗刀量預(yù)測(cè)70-71
• 5.5 章末小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 在學(xué)研究成果78-79
• 致謝79

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  本文關(guān)鍵詞：全斷面掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)刀具磨損機(jī)理與生命周期預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：285858