盾构刀盘虚拟样机优化设计与研究

以Pro/E软件为图形平台,对不同地质条件下的盾构刀盘、刀具进行三维实体建模,并将三维模型导入ANSYS软件进行有限元受力分析及应力、应变的数值计算,及时修改结构设计,并进行刀盘整机的虚拟装配及干涉检查,成功实现了盾构刀盘虚拟样机的优化设计。     

基于Pro/E与ANSYS的盾构刀盘虚拟样机优化设计系统开发

以Pro/E软件为图形平台,对不同地质条件下的盾构刀盘、刀具进行三维实体建模及整机的虚拟装配,并将三维模型导入ANSYS软件,进行有限元受力分析及应力、应变的数值计算,依据分析结果及时修改结构设计,以获得最优方案。利用Pro/E二次开发工具Pro/TOOLKIT及Visual C＋＋6.0、Access2003为数据库开发工具,建立刀盘及刀具的可视化模型库和数据库,成功实现了盾构刀盘虚拟样机结构优化设计系统的开发。     

虚拟样机技术及其实践

简单地介绍了利用虚拟样机技术、MECHANISM/Pro接口模块以及机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对盾构刀盘虚拟样机进行设计、试验、仿真分析的基本研究方法。     

盾构刀盘虚拟样机模拟加载与仿真研究

以盾构刀盘为研究对象，利用Pro／E和ADAMS软件建立了其虚拟样机模型，通过虚拟加栽及对刀盘系统的运动学和动力学仿真分析，验证了虚拟样机的符实性，为盾构刀盘选一步优化研究奠定了基础，该研究方法可为其他复杂设备虚拟样机的研究借鉴。     

盾构刀盘虚拟样机试制系统的开发

虚拟样机技术涉及知识面很广，是计算机辅助设计、系统建模、多领域仿真分析、信息管理、界面控制等多种技术的综合。虚拟样机软件系统只有通过工程应用发现问题、提出问题，不断改进和完善，目前，虚拟样机技术的应用还多处在探索阶段，各个领域郝是针对某种产品进行开发研究。因此，我们针对国内市场急需的盾构刀盘作为主要研究对象。     

过江通道大直径盾构带压进仓查/换刀技术

大直径气垫式泥水平衡盾构机在不同地质条件长距离掘进中,都会对盾构机刀具产生不同程度的磨损,尤其在砂卵石为主的地层、石英含量超高岩层及上软下硬地层,盾构机刀盘、刀具更易磨损。为保证盾构机刀盘使用安全,需经常带压进仓进行刀具检查,对边滚刀、中心滚刀按不同磨耗标准进行更换。通过某过江通道带压进仓查/换刀工程实例,对大直径盾构带压进仓查/换刀施工工艺和方法进行总结。     

盾构力盘虚拟样机优化设计与研究

盾构刀盘是盾构机的关键部件，不同的地质地层应采用不同刀盘结构形式和刀具布置，刀盘和刀具的好坏关系到盾构施工的成败，将直接影响盾构掘进机的速度和效益。     

硬岩盾构刀盘的受力分析

采用有限元分析的方法,对硬岩盾构刀盘的各种工况进行建模分析。分析结果认为,盾构刀盘在1/3堵转条件下,产生局部最大应力。而在正常工况情况下,整体应力水平较低,存在较大的安全余量。为了避免工作中产生较大的应力集中,建议将牛腿结构由方形改为圆形,仿真结果表明,在质量相同的条件下,该结构能够有效降低牛腿部位的集中应力水平。     

盾构刀盘设计和刀具配置分析

盾构系统最重要的部分在于开挖面的开挖过程,从工程的角度而言,最重要的部分在于刀盘设计和刀具的布置,其是否适合工程地质条件,直接影响到盾构机的切削效果、出土状况和掘进速度。针对某盾构区间的地质情况,分析盾构刀盘结构设计和刀具配置。     

用于上海长江隧道工程的世界最大盾构刀盘

世界最大盾构刀盘近日顺利运抵上海长江隧桥工地。这台即将首次在长江隧道工程中投入使用的盾构直径为15．43m，是世界上尺寸最大的隧道盾构。这次运抵工地的刀盘重达150t，是盾构的关键部件。其它部件将在近期运达，然后在现场进行整体拼装。今年秋季，施工人员将操纵这个世界最大盾构在长江底下挖掘隧道。     

基于CATIA的定位夹具虚拟设计

随着CAD/CAE/CAM系统一体化技术的不断发展和市场竞争的日益激烈,以降低成本、缩短生产周期、提高产品质量为目标的虚拟设计技术应用日益广泛。根据定位夹具的设计理论,以典型的定位夹具为例,对其整个设计过程进行虚拟设计,在CATIA V5中进行夹具的建模、装配,并在BUM模块中对设计的夹具进行静态干涉分析和动态干涉分析,最后在加工模块中实现模拟加工,从而验证设计出的夹具的可行性。     

CAD/CAE技术在6.3 m液压支架开发中的应用

介绍了CAD／CAE技术在ZY10800／28／63D液压支架研制开发中的应用。通过CAD技术进行三维造型，并在其基础上进行了虚拟样机的动力学仿真，高效率地实现对整机性能的分析和评估。应用ANSYS、MAGMAsoft、ABQUS、SYSWELD等CAE软件进行了支架的全应力分析、局部应力分析、铸造工艺优化、焊接工艺模拟和残余应力应变的计算。     

SOLID EDGE与有限元分析软件ABAQUS的集成数据接口标准

探讨如何将SOLIDEDGE三维模型直接传输到ABAQUS中 ,着重对比分析了CAD CAM的 2种数据转换标准STEP和IGES。以液压支架为例 ,介绍了它的前处理方案的确定 ,通过掩护梁的实例转换 ,对 2种数据标准从CAD文件到CAE文件转换做了比较。     

基于网络的采煤机CAD/CAE集成设计

在参数化设计思想的基础上,提出了将参数化建模和参数化有限元分析相结合的CAD/CAE集成设计方法,运用UG/OPEN二次开发工具和ANSYS软件的APDL模块实现了CAD/CAE软件间的数据共享,并利用ASP.NET技术、组件技术和数据库技术搭建了参数化远程设计与分析平台。以采煤机截割部摇臂组件为例进行验证,缩短了设计分析周期,减少了设计分析人员的工作量,具有实际的工程应用价值。     

基于逆向工程的防护罩快速模具设计

介绍了逆向工程的含义,阐述了应用逆向工程进行模具设计的工作流程及其关键技术。针对某工程设备零件防护罩,应用FARO测量臂进行数字化,在COPYCAD中进行点云数据处理和造型,在MPLDFLOW中进行注塑分析,在UG中进行模具设计。结果表明,逆向工程可以大大提高产品开发的效率和质量。     

CAD/CAE技术在卷板机设计中的应用

以卷板机为研究对象,围绕CAD/CAE相关技术理论,对卷板机建模、装配、运动仿真、干涉分析及工程图的生成等方面进行了探讨和研究.阐明了利用CAD/CAE 技术和相关软件,不仅可以对卷板机进行结构设计、分析,而且可以对卷板机的加工过程进行运动仿真分析,缩短设计周期,降低设计成本,提高设计质量.     

工业用三螺杆泵螺杆有限元分析

利用CAD/CAE集成的方法完成三螺杆泵主、从螺杆的CAD建模,以UG为平台建立螺杆的三维参数化曲面模型。在ANSYS下经过进一步处理建立起螺杆实际受力状态的三维CAD模型,并将其转化为有限元模型,利用ANSYS进行力学分析。研究结果可以对螺杆的开发和优化设计提供有效的分析和参考依据。     

盾构机刀盘磨损修复技术的应用实践

刀盘是机械化盾构机的掘削机构,具有开挖地层、稳定开挖面、搅拌渣土等功能,并承受大扭矩、大推力和冲击载荷的作用,其工作状况非常恶劣。因此,刀盘在盾构推进过程中将会不可避免地出现磨损。通过工程实例,介绍了盾构机刀盘磨损修复的技术应用。     

一种新的盾构机土仓压力控制模式及其实验研究

为解决盾构机土仓压力控制的快速性和稳定性问题,提出了一种新的控制策略。该控制策略将螺旋输送机的旋转速度和盾构机的推进速度作为可控变量,采用优化算法实现盾构机土仓压力自适应控制。研究表明：由于刀盘的直径比螺旋输送机的直径大很多,因此通过补充调整盾构机的推进速度控制土仓压力会更有效。试验结果表明,与单独控制螺旋输送机转速控制土仓压力方法相对比,土仓压力控制的快速性和稳定性都得到了提高。