全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）是采用滾刀滾動(dòng)破碎巖石來(lái)挖掘隧道的特大型高端工程設(shè)備,其制造能力是衡量某個(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)桿。刀盤系統(tǒng)是TBM的核心部分,在掘進(jìn)過(guò)程中起著破碎巖石,支撐掌子面的作用,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,將會(huì)導(dǎo)致延長(zhǎng)工期,甚至報(bào)廢整個(gè)隧道。刀盤的法蘭為其提供輸入扭矩,是該系統(tǒng)中的重要組成部分,其螺栓連接的可靠性對(duì)整個(gè)設(shè)備的掘進(jìn)效率具有重要影響。然而目前企業(yè)對(duì)于該處螺栓的頻繁斷裂問(wèn)題并沒有好的辦法,只能采用停工更換的方式,嚴(yán)重影響了施工效率。針對(duì)螺栓的頻繁斷裂問(wèn)題,并沒有學(xué)者對(duì)此做出詳細(xì)、具體的研究工作。因此,本文圍繞法蘭螺栓斷裂問(wèn)題對(duì)刀盤載荷的傳遞、螺栓連接結(jié)構(gòu)及螺栓預(yù)緊力的加載工藝等問(wèn)題展開了一系列的研究工作。本文的具體內(nèi)容如下：（1）首先,綜合考慮了刀盤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,通過(guò)現(xiàn)有的比較成熟的計(jì)算公式得出刀盤在掘進(jìn)過(guò)程中所受外載,并以此作為輸入條件進(jìn)行仿真,得到了刀盤法蘭處的軸向載荷及扭矩。采用工程實(shí)測(cè)的方式對(duì)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性加以驗(yàn)證,得到的結(jié)果表明法蘭處載荷僅為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的十分之一,法蘭處載荷并非螺栓斷裂的主要因素。（2）其次,以理論計(jì)算輔以仿真分析的方式得到了標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙連接... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與工程意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 TBM刀盤載荷傳遞研究現(xiàn)狀
        1.1.2 螺栓連接結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.1.3 疲勞失效理論研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
2 刀盤—法蘭結(jié)構(gòu)載荷傳遞分析
    2.1 載荷傳遞路徑的基本結(jié)構(gòu)
    2.2 刀盤受載分析
        2.2.1 刀盤承受的軸向阻力
        2.2.2 滾刀切削巖石時(shí)的地層抗力扭矩
        2.2.3 刀盤側(cè)面與巖石之間的摩阻力扭矩
    2.3 載荷傳遞的有限元分析
        2.3.1 三維幾何模型簡(jiǎn)化
        2.3.2 邊界條件的設(shè)置
        2.3.3 網(wǎng)格的劃分
        2.3.4 仿真結(jié)果分析
    2.4 吉林引水工程實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)量與驗(yàn)證
        2.4.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作介紹
        2.4.2 測(cè)量工作的前期準(zhǔn)備
        2.4.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)過(guò)程及測(cè)量結(jié)果分析
        2.4.4 測(cè)量結(jié)果與載荷傳遞仿真的對(duì)比
    2.5 本章小結(jié)
3 螺栓連接結(jié)構(gòu)的載荷分布分析
    3.1 螺栓連接結(jié)構(gòu)中的載荷分布
        3.1.1 螺栓桿及螺母本體的彈性變形
        3.1.2 螺紋牙的彈性變形
        3.1.3 螺栓連接中的軸向載荷分布
    3.2 標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接中載荷分布的有限元分析
        3.2.1 軸對(duì)稱模型的建立
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 接觸設(shè)置
        3.2.4 載荷及約束設(shè)置
        3.2.5 結(jié)果分析
    3.3 標(biāo)準(zhǔn)螺紋疲勞試驗(yàn)
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)樣件
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)夾具
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.3.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        3.3.5 結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 螺栓連接結(jié)構(gòu)改進(jìn)
    4.1 等強(qiáng)度螺栓的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        4.1.1 錐度螺紋
        4.1.2 錐度內(nèi)螺紋與普通外螺紋配合
        4.1.3 等強(qiáng)度螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)中的載荷分布
    4.2 錐度螺紋螺栓的有限元分析
        4.2.1 軸對(duì)稱模型建立
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 接觸設(shè)置
        4.2.4 載荷及約束設(shè)置
    4.3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 擰緊工藝對(duì)螺栓預(yù)緊力影響的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 擰緊方法及目標(biāo)螺栓預(yù)緊力值
        5.1.1 兩種擰緊方式介紹
        5.1.2 階段性螺栓預(yù)緊力目標(biāo)值
    5.2 實(shí)驗(yàn)樣件
    5.3 預(yù)緊力測(cè)量裝置
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.1 星形擰緊工藝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.2 分塊擰緊工藝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 滾刀安裝參數(shù)
致謝



本文編號(hào)：3513245