土压平衡盾构机刀盘牛腿的有限元分析

采用有限元法对土压平衡盾构机的关键部件刀盘牛腿进行静力学分析,同时计算其在受力条件下的前6阶模态的固有频率、振型、相对位移的分布图。分析结果显示出受力薄弱区以及抗震薄弱区,为刀盘牛腿的静力学以及动力学优化提供必要的依据。     

EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计

以某地铁标段施工盾构为研究对象,针对EPB盾构机的刀盘的开口模式与盘体结构设计之间相互影响、耦合的特点,首先建立根据边界条件与三轴实验获得的岩土颗粒微观参数构建盾构刀盘与岩土相互作用的刀盘系统离散元数值模型,研究盾构刀盘开口率对刀盘挖掘过程的影响规律。在此基础上,建立基于渣土流动性的刀盘结构参数优化设计模型,在AWE下对刀盘的整体结构进行优化设计。研究结果表明:在某地质条件下,开口率为35%,中心开口占45%的刀盘挖掘效率较高且满足螺旋输送系统工作条件。     

基于AMESim的盾构刀盘负载敏感系统仿真研究

盾构机刀盘驱动系统的核心是液压系统。针对盾构施工中不同区域的地层差异性，为使盾构刀盘液压驱动系统节能减耗，采用负载敏感泵作为主驱动液压系统的动力源，利用AMESim软件搭建系统模型，并通过某型盾构机在软土和砂土两种不同地层下负载随机变化的情况，分别模拟系统全功率运行、80%功率运行和60%功率运行下，系统效率及能耗的变化情况。结论证明，软土地层为提高系统效率，减小能耗，宜在全功率模式下运行，而砂土地层宜在60%功率模式下运行。     

基于线性回归分析的大直径盾构机刀盘扭矩预测模型研究

为实现对刀盘推力和扭矩的精准控制,需要对刀盘扭矩进行预测。文章在现有经验模型的基础上,基于线性回归分析方法,选取已有工程案例中大直径泥水平衡盾构机配置参数为训练集和测试集,获得经验模型的扭矩系数,并对其准确性进行验证。结果表明,采用线性回归方法获得的经验模型能够较为准确预测刀盘扭矩,能够为盾构机设计人员提供快速计算刀盘扭矩的可行方法。     

土压平衡盾构机刀盘刀具布置方法研究

研究土压平衡(Earth pressure balanced,EPB)盾构机刀盘刀具的布置方法,目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。依据刀具磨损的等寿命原则,提出确定刀具数量的磨损系数法和掘进系数法;针对具体施工问题,可预测盾构在开挖区间,刀具的磨损量以及许用磨损情况下刀具的掘进距离,为保障工程的安全顺利进行提供参考。基于阿基米德螺旋线布置方法,计算以刀具磨损的等寿命原则下,主切削刀的布置曲线;提出刀具平面对称布局原则,分析刀具的切削过程,得到单把刀具的实际切深;建立EPB盾构刀盘上先行刀的立体布局方法,计算得到先行刀的超前量;结合南京地铁二号线TA07标段,验证了刀具布置方法的正确性。研究内容和研究方法可为EPB盾构机刀盘的选型和设计奠定理论基础。     

关联规则挖掘驱动的盾构机刀盘健康评估方法

传统机理建模研究与实际施工环境误差较大,而数据驱动建模多采用黑箱模型,不利于知识发现与理解,为此提出一种基于知识挖掘的盾构机刀盘健康评估方法。针对盾构掘进数据维数众多、海量异构、强噪声干扰等特点,结合盾构掘进领域知识与机器学习算法提出针对性的数据预处理、特征筛选以及连续特征离散化方法,以此建立知识挖掘数据集。在此基础上,利用关联规则挖掘算法提取关键特征与不同刀盘健康状态之间的映射关系,采用融合可靠度、完整度与简洁度的综合评价指标适应度准则对原始规则进行评价排序,最终实现盾构机刀盘健康评估。基于厦门地铁3号线某掘进区间的实际工程数据对所提方法进行了应用验证。研究结果表明,所挖掘的知识规则与实际数据分布具有良好的吻合度(平均值93%以上),验证了该方法的有效性。     

成都地铁盾构机刀盘刀箱的焊接工艺

本文简要介绍了我公司生产的成都地铁EPB刀盘刀箱异种钢焊接工艺。通过对刀箱材料的焊接性分析,制定出相应的焊接工艺,为以后进行相关材料的焊接工作积累了一些经验。     

盾构机刀盘驱动液压系统设计

该文针对盾构机刀盘驱动系统的工作要求,设计了一种刀盘驱动液压系统,系统为变量泵-变量马达闭式回路,采用电液比例技术实现刀盘双向旋转和无级调速.系统在满足要求的前提下具有效率高、节能的特点.     

盾构机部件机器人焊接工艺研究

针对盾构机中关键部件的焊接加工特点与要求,建立了适应并满足不同部件焊接生产制造的机器人工作站;采用福尼斯TPS 500i焊接电源中的不同特性的PMC工艺开展了盾构机部件厚板多层多道焊接相关工艺研究。研究表明,Dynamic工艺适合于平焊与横焊位置打底焊接;Universal工艺适合于平焊位置填充与盖面焊接;PCS工艺适合于横焊位置填充与盖面焊接。由于Mix工艺的冷却时间较长,更利于熔融金属的冷却凝固,使用Mix工艺可以获得表面成形良好的立焊焊缝。对于盾构机典型关键部件的焊接制造,采用Dynamic+Universal工艺进行多层多道平焊,Dynamic+PCS工艺进行多层多道横焊,Mix工艺进行多层多道立焊后,焊缝成形良好,无未熔合及咬边等焊接缺陷。上述工艺组合可以用于盾构机部件的机器人自动化焊接中。     

盾构机刀盘变频驱动控制系统研究

针对盾构机的刀盘驱动系统进行了全新的设计。系统选用8台西门子G130系列变频器,采用主从控制方式,重点解决多电机的同步运行问题,实现了多台电机之间的转矩平衡。8台变频器同时响应PLC的转速给定信号,每台变频器分别对各自的电机施加力矩,具备结构简单、运行稳定、电机力矩一致性好和易于维护等优势。在程序结构的设计上,采用了应用接口程序的编写方式,使程序核心部分相对稳定,又有灵活的扩展及操作能力。     

振动时效过程模拟与分析

由于缺乏对振动时效机理的有效解释,通过振动时效消除残余应力的方法一直未得到广泛应用。采用有限元法对焊接件残余应力的产生及振动消除过程进行了数值模拟,分析了激振力和激振频率等振动时效工艺参数对残余应力消除程度的影响。仿真结果表明,无论构件是否达到共振状态,只有产生一定的微观塑性变形残余应力才能得以释放;一阶模态能在最小的激振力下消除残余应力,是振动时效的最佳选择,而在其它频率,应力消除率取决于激振力的大小。     

4145H钢焊接工艺研究

对4145H钢的焊接性能进行了研究,特别是在符标冲击韧性的热处理规范调整方面作了大量的研究和工艺评定,其工艺可用于实际生产。     

钛合金激光焊接工艺分析

钛合金广泛应用于工业生产,TC系列钛合金是其中应用最广的一种。以TC系列钛合金作为典型,对其进行激光焊接性能分析,并针对焊接性能开展激光焊接工艺分析,对TC系列及其他类型钛合金激光焊接加工具有一定现实指导意义。     

不锈钢空气舵真空扩散焊工艺

对不锈钢空气舵的真空扩散焊工艺进行了介绍,给出了工艺流程及焊后加工、检测方法.应用真空扩散焊工艺,能够实现空气舵骨架的焊接,并且焊接残余应力小.真空扩散焊后,将空气舵加工成型,能够得到两侧对称且均匀的高精度舵面.     

注塑模充填过程三维热-结构耦合仿真分析

采用有限元法对洗手液瓶注塑模充填过程瞬态温度场和热应力场进行了研究,通过建立三维瞬态温度场以及热应力场的数值模型,运用ANSYS软件对注塑模进行了温度场分析,获得了注塑模在充填过程中温度场分布规律。并在温度场的基础上,采用热-结构耦合分析方法,得到了注塑模内部重要零件的热应力分布和变形情况。结果表明,注塑模在充填过程中温度场呈不均匀分布,型芯和滑块等零件产生了较大的热应力,极大程度地削弱了结构的强度。减小由于温度场分布不均而引起的热变形干涉,降低模具内部热应力,可延长模具使用寿命,为合理设计注塑模冷却系统提供了理论指导。     

矿山铸铁机件焊接修复的工艺探讨

通过对几类矿山铸铁机件修复焊接的实例,介绍了手工电弧焊焊接方法和修复铸件的工艺。     

车载斜机柜的焊接加工工艺研究

控制焊接变形的方法有很多种,若应用不当就得不到满意的效果。本文主要介绍了车栽斜机柜焊接加工工艺的研究过程,通过对3种不同焊接加工方式的探讨和对比,找到了适合批量生产的控制焊接变形的方法。     

车轮踏面制动的热-机耦合数值模拟

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热-机耦合问题,介绍了热-机耦合问题的求解方法,并利用有限元分析软件ANSYS对提速货车的单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,定量地给出了车轮踏面温度和应力随时间的变化规律,为研究车轮踏面热疲劳提供了理论依据.     

激光致熔池图像获取及质心提取方法研究

激光焊接已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、医疗器械等领域关键部件的制造。为保证焊接质量,可使用工业CCD相机在焊接过程中实时检测熔池中心与焊缝间的偏差,并根据偏差进行调整。因此,首先要对激光致熔池获取和质心提取方法进行研究。由于激光焊接中熔池温度高,应用工业CCD相机直接拍摄熔池的图像无法进行图像处理。为拍摄熔池清晰图像,在对熔池辐射光线特性进行分析的基础上,结合工业CCD光谱响应特性,确定合适的采集熔池图像所需光谱波长范围。应用镜头前放置了所求波长滤光片的工业CCD相机,拍摄直接作用在304钢板上的激光致熔池图像,并对熔池边缘识别和熔池质心计算方法进行了研究。实验表明,所提出激光致熔池提取方法及质心计算方法有效。     

超声波焊接金属界面温度仿真及实验研究

针对超声波焊接金属界面温度难以实时测量的问题,从能量角度建立了超声波焊接二维瞬态传热模型。利用ABAQUS计算了超声波焊接铝箔表面不同点处的温度历程,红外热像仪测量了焊接过程中铝箔表面温度历程曲线,铝箔表面最高温度计算值与实验值对比误差在5%以内,证明该模型具有良好的计算精度。再利用该模型计算了不同参数组合下超声波焊接铝箔界面的温度场,研究表明,超声波焊接铝箔界面最高温度不超过金属熔点的50%;得到了焊接界面最高温度与速度、声极振幅和法向压力的关系,其中,焊接最高温度随焊接振幅的增加而增加,随焊接速度的增加而减小。本研究结果对于揭示超声波焊接成型热过程机理及热机耦合应力过程的研究具有重要意义。