土压平衡盾构结构原理及施工工艺

本文以德国海瑞克公司生产的开挖直径为6400mm的土压平衡盾构为例，对盾构的结构原理和工作原理进行了阐述，并结合中铁五局一公司沈阳地铁四标施工的实际情况对盾构施工工艺及盾构施工中应注意的事项进行了简要的论述。     

隧道施工土压平衡式盾构方案探讨

本文结合工程管理实践,针对公路隧道施工中土压平衡盾构施工事故的预防和处治进行探讨,以便为业内同行日后从事类似工程控制时提供一定的参考价值。     

基于地层岩性的土压平衡盾构机刀盘设计研究

分析了广州地铁某隧道地层岩性的现状，对其盾构施工条件进行了评价，针对地质情况设计了土压平衡盾构机的刀盘刀具，总结出土压平衡盾构机刀盘刀具的配置特点。     

Delta机器人弹性动力学建模与模态分析

目的建立Delta机器人弹性动力学模型,研究其动态特性。方法基于有限元理论和Lagrange方程,充分考虑主动臂与从动臂的空间动力学特性与运动协调关系,建立Delta机器人系统弹性动力学模型;根据系统结构参数,制造装配出Delta机器人物理样机,对所建立的弹性动力学模型进行验证分析;利用Ansys Workbench对Delta机器人进行模态分析。结果动平台中心点位移的数值解与试验得到的结果吻合度较好,结合Matlab,对比系统的前6阶固有频率,最大频率误差为3.912%;元件刚性假设前后系统的最大频率误差为1.693%;确定了机器人从动臂为系统的薄弱环节。结论验证了Delta机器人系统弹性动力学模型的正确性及建模过程中静、动平台与转动关节刚性假设的合理性,且改善从动臂的结构参数能提高机器人的整体动态性能,为Delta机器人的结构优化和减振控制提供了理论依据。     

盾构推进系统液压缸的同步协调控制

提出推进液压系统的同步控制策略,对区间的液压缸采用PID控制,仿真结果表明,PID控制能够满足区间控制的精度要求.针对现有的盾构推进系统分区控制区内液压缸压力同步的情况进行了仿真分析,提出流量同步的协调控制方法,仿真结果表明,流量同步控制可以把同步误差控制在3 mm内.最后对压力同步和流量同步的优劣性进行了比较,结果表明：压力同步在缓变负载下能保持优良特性,但对突变负载而言,其同步性受到很大的影响;流量同步对突变负载能够保持优良的特性,但有一定的能量损耗.     

地平式光电跟踪系统动力学模型分析及其虚拟样机技术仿真

结合动量定理和动量矩定理分析了地平式光电跟踪系统的动力学特性,建立了地平式光电跟踪系统的非线性模型,并用虚拟样机技术对其非线性模型进行仿真.理论分析与仿真结果表明,当方位轴和俯仰轴均以较高的角速度或角加速度运动时,因非线性关系所导致的扰动力矩会严重影响系统的跟踪精度,当地平式光电跟踪系统的俯仰轴相对其各惯性主轴的转动惯量相等时,可彻底解决俯仰轴与方位轴之间的运动偶合关系.     

车辆系统振动的理论模态分析

将车体和转向架看成弹性体,采用有限元方法,建立用空间梁单元描述的具有50个自由度的车辆系统力学模型,并以客车为例研究其垂向振动的固有特性,所得结果既反映系统动力学性能,又为动态响应计算和分析找下基础。     

多柔体系统动力学建模中部件模态的选择

在多柔体系统动力学模型中,部件模态坐标的引入是导致模型高阶的主要原因．因此,降阶时主要着眼于减小用以表示部件弹性变形的部件模态数．基于部件约束模态建立多柔体系统动力学方程,通过对典型的柔性航天器系统的动力学研究,分析系统模态和部件模态之间的对应关系,利用模态价值分析准则和内平衡降阶准则进行模型降阶,根据得到的降阶系统的阶数,对部件进行模态选择,减小所选用的柔性部件模态数,建立降阶动力学方程．利用MATLAB进行动力学仿真,结果表明,通过部件模态的选择来建立降阶动力学方程是可行的．     

基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学

利用增量谐波平衡法研究了一类考虑时变啮合刚度和间隙的直齿轮副的非线性动力学,建立了这类模型的解的统一形式。同时研究了系统的分岔特性以及阻尼比、外激励幅值对系统幅频曲线的影响。利用本文结果可以得到任意精度的近似解,从而可以更好地分析和控制齿轮系统的动力学。最后,指出了其它文献中未注意到的问题。     

吊杆式船载起重机吊绳非线性动力学建模与分析

对吊杆式船载起重机建立传统集中质量数学模型,利用拉格朗日—欧拉法推导出该模型非线性动力学方程,利用数值分析技术,结合船载起重机的自身参数进行吊绳的非线性动力学分析,研究关键参数对货物振动的影响,研究工作对起重机的操纵有着参考意义。     

基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制

盾构掘进过程中地质多变,推进速度要求实现非线性控制,因此对控制方法提出较高的要求.在分析了盾构推进液压系统原理的基础上,建立了盾构推进速度仿真模型,设计了基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制器,运用MATLAB软件对常规PID推进速度控制和基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制进行了阶跃响应仿真对比,并对基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制的正弦跟踪特性进行了仿真.仿真结果表明基于BP神经网络整定的PID控制具有良好的跟踪能力和鲁棒性,相比于传统PID控制系统响应迅速,超调量小,具有很高的响应精度和良好的在线整定能力,对于盾构推进速度这种非线性过程,控制效果比较理想.     

基于自适应控制技术的盾构掘进监控系统

为了实现盾构在不同地质情况下掘进的土压平衡自适应控制,研制功能更加完善、可靠性更高的掘进监控系统,根据盾构施工的可靠监测和自动控制要求,采用集中监测和分布控制相结合的模式设计了基于工业网络架构的盾构监控系统,并详细分析了监控系统软硬件的结构特点.针对盾构监控过程中的土压平衡技术,采用基于土层识别的自适应控制方法,以不同地层中的试验数据为依据,建立盾构施工的专家经验库,实现掘进过程中的土压自适应控制.整套监控系统软件通过LabVIEW和Matlab联合开发来实现.该监控系统经测试运行良好,人机界面直观,操作性好,系统安全性和可靠性高,为先进盾构掘进监控系统的研制和掘进过程的自动化管理奠定了基础.     

Analysis of modified split Hopkinson pressure bar dynamic fracture test using an inertia model

A split Hopkinson pressure bar (two-bar set-up) has been modified to perform dynamic three-point bend tests to measure dynamic fracture toughness, and to understand the influences of various experimental parameters, as well as inertial effects, on the dynamic material response. Modeling and analysis of the dynamic three-point bend test, as loaded by a modified split Hopkinson pressure bar, is conducted. The effects of support motion, crack propagation and plastic contact stiffness on total sample deflection are investigated. The effects of crack propagation and plastic contact stiffness on the contribution of support motion to the total sample deflection are also investigated theoretically and experimentally in this paper. Further, the effects of crack propagation and plastic contact stiffness on impactor and sample load are also addressed.     

土压平衡盾构机行星减速器动态性能测试与分析

根据实验模态分析理论,进行了减速器的模态实验,获取了系统频响函数及模态频率。依据盾构机三级行星减速器大传动比的工作特性,设计了背靠背能量回馈实验台架动态测试方案。基于行星减速器结构特征及模态频率,确定了振动噪声测点布置和信号采集参数。测量了额定载荷下减速器的振动加速度,分析了其振动特性。采用数值积分计算了振动速度响应,综合评价了减速器振动烈度。在采用隔声罩有效降低了背景噪声的基础上,运用声压法进行了减速器噪声测试,验证了噪声实验数据的合理性。振动噪声信号时频分析及边频特征表明齿轮制造精度较高。实验结果表明该盾构机主减速器振动噪声性能指标达到了项目要求及设计目标。     

基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证

计算模型的真实性、可靠性是模型建立的关键问题,线性系统动力学模型不能适应参数呈非线性系统的建模。以发动机悬置系统为例,通过实验获得刚度和阻尼参数,用实验的质量矩阵、刚度矩阵建立系统动力学计算模型,通过实验运行模态与计算模态相关分析得到验证模型。结果表明考虑动刚度参数的计算模型比传统静刚度模型更接近真实情形。     

TBM试验台支撑推进节能系统设计与仿真分析

针对全断面硬岩隧道掘进机(hard rock tunnel boring machine,简称TBM)在撑靴以设定压力撑紧围岩后支撑推进系统存在较大流量损失的问题,设计出一种具有负载敏感、恒压控制和蓄能器辅助支撑功能的支撑推进(简称LSCPGT)系统。利用AMESim软件搭建了LSCPGT系统模型,仿真分析了LSDRGT系统在变推进负载下的压力流量响应,并对比分析了在支撑工况下LSCPGT系统和恒压控制泵型支撑(constant pressure gripper,CPG)系统,以及在推进工况下LSCPGT系统与负载敏感泵型推进(load-sensing thrust,LST)系统和定量泵型推进(ration thrust,RT)系统的压力流量响应.结果表明:LST系统和LSCPGT系统在推进过程中都没有流量损失;CPG系统在支撑工况下存在流量损失,而LSCPGT系统由于蓄能器的保压作用没有流量损失;相对于LST系统+CPG系统的支撑推进系统,LSCPGT系统在撑靴达到设定压力后效率至少可提高43.5%。所设计的LSCPGT系统在满足支撑推进要求的同时,避免了流量损失,具有较好的节能效果。     

一种液压机械无级变速器的性能及动平衡分析

 为满足当前传动技术的需求，提出了一种新型内功率分流无级变速器。阐述了该变速器的工作原理、性能及应用前景；应用Pro/E Wildfire软件建立了该变速器虚拟样机模型；应用YWD-100/2型动平衡实验平台对加工制造出来的变速器实物进行动平衡实验。结果表明：变速器装配体间无干涉，零件结构设计合理，验证了该产品加工制造的可行性；动平衡实验结果接近理想的平衡数值。该新型内功率分流无级变速器在军用装甲车辆和大功率民用辆领域具有良好的应用前景。     

基础振动下直动式减压阀动态特性分析

针对基础振动对TBM液压元件性能的影响,为TBM液压元件优化设计提供理论依据,选择直动式减压阀为研究对象,分析其工作原理,建立减压阀的动态响应数学模型,仿真研究基础振动幅值和频率对减压阀波动特性的影响规律,分析减压阀不同结构参数对压力波动的影响.结果表明：基础振动会引起减压阀出口压力波动,波动幅值随振动幅值增加而增大;当基础振动频率大于50 Hz时,压力波动幅值随频率的增加明显增大;减小背压腔初始容积和回流通道直径能提高减压阀的动态稳定性.     

井下复合射孔动压测试及其数据分析

为深入研究井下复合射孔器工作机理,使用井下多参数记录仪,全面获取内置式复合射孔和外挂射孔两种完井工艺的井下动态压力数据并进行分析。通过对比两种完井工艺动态压力曲线,分析其工作机理的异同,并对全过程曲线规律进行归纳和总结。大量测试数据显示:复合射孔器的井下动压作用特性主要取决于复合火药装药量和起爆方式,对准确认识和定量分析复合射孔井下动态过程,提高复合射孔器设计水平具有决定性意义。