基于ANSYS的盾构盘形滚刀温度场分析及优化

盾构机工作过程中,滚刀与岩石摩擦和挤压会导致滚刀温度升高。随着温度升高,刀具的热应变和应变交变会使刀圈的表面微裂和磨损加剧,同时疲劳损坏影响刀具寿命。本文通过ANSYS对盘型滚刀模型进行温度场研究分析,得到盾构单刃滚刀温度场变化规律。结果表明:滚刀温度随切削时间先急剧升高再趋于平稳,随着贯入度的增大,刀圈最高温度升高。在回转试验台上进行试验,验证了仿真结果的可靠性。通过对滚刀温度升高原因的分析,提出通过适当减小刀刃角或减小滚刀直径来优化滚刀,可降低滚刀刀圈温度。仿真分析表明,优化后温度有明显下降。