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隧道掘进机刀群与盘体支撑筋耦合布置设计

发布时间:2018-01-16 20:04

  本文关键词:隧道掘进机刀群与盘体支撑筋耦合布置设计 出处:《机械工程学报》2014年21期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:刀盘是全断面隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)的关键部件,TBM刀盘系统设计直接关系掘进效率和可靠性。刀盘系统设计的关键是复杂岩石边界下刀群布置设计与刀盘盘体结构设计,二者相互耦合,相互影响。分析刀群与盘体支撑结构之间空间位置耦合以及支撑结构与刀盘强度刚度之间的非线性耦合关系,建立刀群与盘体支撑结构耦合布置优化模型,提出多子系统协同进化的刀具适应性布置与盘体结构耦合设计方法。以引洮工程为例进行验证,结果表明:支撑筋初始安装角与刀盘强度、刚度之间存在非线性函数关系,多子系统协同进化方法求解出的刀群与支撑筋耦合布置方案的最大等效应力、最大变形量、不平衡力矩、不平衡力、顺次角度等指标相比原方案降低了30%以上,以此证明提出的耦合优化模型及其求解方法的可行性和有效性,可为TBM刀盘系统设计提供一定的借鉴与方法支撑。
[Abstract]:Cutter head is the key component of Tunnel boring Machine (TBM). The design of TBM cutter head system is directly related to the tunneling efficiency and reliability. The key to the design of cutter head system is the design of cutter group arrangement under complex rock boundary and the structure design of cutter head body, which are coupled with each other. This paper analyzes the spatial coupling between cutter group and disk support structure, and the nonlinear coupling relationship between the support structure and the strength and stiffness of the cutter head, and establishes the optimization model of the coupling arrangement between the tool group and the disk support structure. The coupling design method of tool adaptive arrangement and disc structure for multi-subsystem co-evolution is proposed. The results show that the initial mounting angle and the strength of cutter head are obtained by the example of Tao diversion Project. There is a nonlinear function relationship between stiffness. The maximum equivalent stress, maximum deformation, unbalanced moment and unbalanced force are obtained by multi-subsystem co-evolution method. Compared with the original scheme, the sequential angle index is reduced by more than 30%, which proves the feasibility and effectiveness of the proposed coupling optimization model and its solution method. It can provide some reference and method support for the design of TBM cutter head system.
【作者单位】: 大连理工大学机械工程学院;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB035400) 国家自然科学基金(51375001) 辽宁省科技攻关(2011220031) 高等学校博士学科点专项科研基金(20110041110029)资助项目
【分类号】:U455.31
【正文快照】: 0前言1全断面隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)是一种用于隧道掘进的高端工程装备。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》强调*国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB035400)、国家自然科学基金(51375001)、辽宁省科技攻关(2011220031)和高等学校博士学

【参考文献】

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6 王家,

本文编号:1434593


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