TBM撑靴系统双球面零件的静力学分析

介绍了隧道硬岩掘进机TBM的结构组成以及基本工作原理,对TBM撑靴系统双球面零件进行受力分析及外形设计后,我们运用ANSYS Workbench有限元分析软件对它进行了结构静力学分析,得出双球面零件的变形、应力、安全系数图解,据此对双球面零件进行了结构方面的分析。然后对比双球面零件上的油槽处于不同位置时的仿真结果,得出比较合理的双球面零件的结构。目的是通过这方面的研究,为国内TBM的设计提供参考,同时为后续进行性能方面的改善提供理论依据。     

中国氦冷固态实验包层模块整体框架结构强度分析

通过有限元计算对高温、高压环境下TBM的整体框架结构强度进行了分析。为提高分析效率,通过合理简化,得到1/3的TBM整体框架结构模型,并以等效质量的形式考虑氚增殖子模块对整个模型的影响。对模型施加300℃高温及8 MPa的氦气压力,分析表明1/3的TBM模块整体框架结构设计基本满足高温、高压（300℃,8 MPa）载荷条件下的强度要求,但加强筋处应力偏大,其结构可进一步优化。     

敞开式TBM主机关键参数设计理论分析

敞开式TBM主机关键参数的设计是设备设计制造的核心参数。结合生产实践,详细阐述敞开式TBM主机关键参数的计算模型。根据吉林引松TBM现场采集数据,对其进行分析验证。指明理论计算模型修正的方向,为下一步新TBM设计提供参考。     

基于ABAQUS的掘进机主机架及回转台结构强度的分析

利用有限元分析技术,通过ABAQUS软件,针对主机架及回转台在使用过程中的结构性能进行分析研究,从材料、结构尺寸、应力消除等方面提出了主机架及回转台的结构改进措施,对提高此部件及掘进机的综合性能改进提供了重要指导.     

基于KBE的隧道掘进机主机智能设计系统

针对当前隧道掘进机（TBM）主机设计与开发过程中存在的问题，开发了基于知识工程（KBE）的TBM主机智能设计系（IDS-TBM）。IDS-TBM结合面向对象方法和CBR方法的优点来综合表达TBM设计实例，基于CATIA／Automation API模块，将KBE扩展模块与CATIA进行集成，借助参数化驱动、表格驱动和产生式规则三种驱动方法进行TBM主机的智能设计，实现了设计知识的重用，显著提高了TBM主机开发效率和快速响应市场的能力。     

平推对夹式电液伺服试验机主机结构有限元分析

利用ANSYS软件对平推对夹式电液伺服试验机主机结构进行有限元静态和动态分析,判断主机在试验过程中的稳定性和振动振幅大小.分析数据可作为判断主机设计是否合理的参考依据,进而进行优化设计.     

基于子模型法对TBM刀盘的结构强度分析

刀盘是隧道掘进机(TBM)开挖岩石的核心部件,其由于整体尺寸大,刀柄安装位置倒角小,一般有限元整体分析很难获得该位置的准确应力,也就无法确定估算设计结构的强度和可靠性。因此,为解决由于TBM刀盘整体尺寸大、现实条件很难对其进行网格细化和网格质量的保证,而造成的有限元分析时间长、分析精度低等问题,应用子模型法对TBM刀盘进行结构强度分析,通过验证两模型分析结果收敛趋势的一致性和两模型局部优化分析对比,证明了子模型法的可靠性和可行性,也表明了子模型法为刀盘等大型构件的强度分析提供了新的方法,对今后的大型构件有限元分析具有一定的参考意义。     

大吨位挤压铸造机框架有限元分析

大吨位挤压铸造机框架是承载工作压力的最重要组件之一,其框架设计不仅直接影响压机的使用与寿命.而且是反映主机整体设计水平的重要因素.文中通过有限元分析对主机框架在工作状态下进行结构刚度和强度校核计算,得出主机框架整体安全、可靠.其研究结果为大吨位挤压铸造机的生产与制造提供了有效的理论依据.     

基于CATIA的TBM主箱梁的数字建模与有限元分析

隧道掘地机（TBM）结构庞大，受力复杂，其设计手段多采用CAD技术。本文就TBM主箱梁三维数字建模与有限元分析作了初步的工作。     

TBM刀盘地质适应性设计方法及其应用

刀盘是全断面硬岩掘进机(TBM)的核心部件,其结构的地质适应性是决定TBM掘进效率的关键因素。根据TBM刀盘制造企业设计的实际需要,制定了刀盘设计基本流程,结合掘进地质条件、刀盘结构参数和掘进参数,建立了刀具布置、开口、盘体设计等关键参数计算模型,提出相应的TBM刀盘地质适应性设计方法。将TBM刀盘设计方法应用于某供水工程,对该工程所用TBM的刀具布置参数、刀盘驱动性能与掘进参数以及刀盘结构参数进行地质适应性设计,并对设计方案进行了力学性能和出渣性能仿真分析。研究结果表明,刀盘设计方法能有效实现刀盘结构、刀具布置以及相关掘进参数地质适应性设计,所设计的刀盘力学性能满足施工要求。目前该刀盘在引水工程中累计已掘进12 km,工作状态良好。     

基于动力稳定性的全断面岩石隧道掘进机刀盘临界推进速度研究

推进速度是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)的重要设计参数。其值过小将降低机械的掘进效率;过大将引起刀盘的大幅振动,导致联接螺栓超常松动、引起主轴承塑性变形与断裂,严重影响施工安全。为确定推进速度的临界值,引入非线性弹簧单元模拟破岩过程中滚刀与岩石的相互作用,采用有限元法对刀盘掘进过程进行动态仿真,得到了在不同岩层中掘进时保证刀盘动力稳定性的推进速度临界值。所得结果可为合理设计TBM推进速度,有效控制刀盘振动,减少振动破坏,提升TBM的地质适应性和施工安全性提供参考。     

基于实例推理的全断面岩石隧道掘进机刀盘主参数设计方法

刀盘主参数设计是全断面岩石隧道掘进机的关键问题,是影响其掘进性能的决定性因素。刀盘破岩机理复杂,刀盘须针对围岩属性进行适应性设计,充分利用先前刀盘设计实例中积累的成功经验和数据至关重要。提出基于实例推理的刀盘主参数设计方法。给出刀盘设计实例的表示方法;根据实例属性特点,给出各种属性的局部相似度计算方法;针对取值为区间数的实例属性,提出一种基于属性值概率分布的区间相似度计算方法;运用组合修改实例的方法获得新刀盘的主参数设计方案。经工程应用实例设计表明,该方法设计结果较好。     

Dynamic Characteristics Analysis with Multi-Directional Coupling in a TBM Mainframe

The cutterhead of a full-face rock tunnel boring machine(TBM) is constantly subjected to varying impact and dynamic loads during tunneling processes, resulting in relatively large vibrations that could easily lead to fatigue cracking of the entire machine and a ect the tunneling performance and efficiency. To explore the dynamic characteristics of the TBM mainframe, a TBM from a water-diversion project is investigated in this research. According to the TBM vibration transmission route, an equivalent dynamic model of the TBM mainframe is established using the lumped-mass method in which the relevant dynamic parameters are solved. Additionally, the dynamic response characteristics of the TBM mainframe are analyzed. The results indicate that the vibration levels in three directions are approximately the same, the multi-directional vibration of the cutterhead is more intense than that of other components, and the vibration and external excitation exhibit identical change trends. A set of vibration field tests is performed to analyze the in situ dynamic responses of the mainframe and verify the correctness of the dynamic model. The theoretical and measured acceleration values of the TBM mainframe have the same magnitude, which proves the validity of the dynamic model and its solution. The aforementioned results provide an important theoretical value and practical significance for the design and assessment of the TBM mainframe.     

基于ANSYS的CKS6125数控机床主轴的模态分析

建立CKS6125机床主轴的三维实体模型,基于ANSYS有限元分析,对CKS6125机床主轴进行了模态分析,得出了CKS6125机床主轴前五阶固有频率和振型。掌握CKS6125机床主轴各阶振动模态的特点,有利于CKS6125机床主轴结构的设计,对提高数控机床主轴的设计质量具有重要意义。     

Optimal disc cutters plane layout design of the full-face rock tunnel boring machine (tbm) based on a multi-objective genetic algorithm

Improving of the quality of the disc cutters’ plane layout design of the full-face rock tunnel boring machine (TBM) is the most effective way to improve the global performance of a TBM. The plane layout design of disc cutters contains multiple complex engineering technical requirements and belongs to a multi-objective optimization problem with multiple nonlinear constraints. Based on analysis of the technical requirements of the plane layout problem, an optimizing mathematical model was built. To obtain a set of design schemes for engineers to choose from, a multi-objective genetic algorithm (MOGA) was applied to carry out the optimization of the mathematical model. A constraint-domination principle was utilized to handle the constraints, and a nondominated sorting method was adopted to obtain Pareto solutions. Simulation results showed that the proposed method was efficient and accurate in obtaining the Pareto layout solutions.     

全断面岩石隧道掘进机液压技术研究现状

采用硬岩隧道掘进机进行隧道施工具有安全、快速、高效、经济、环保的优势,尤其是大直径、大埋深、长跨度、岩石地质的隧道掘进。液压系统在硬岩隧道掘进机上有着重要的地位,它涉及支撑、推进、换步、护盾等多个重要子系统的驱动和控制。本文对其液压系统在系统设计与控制、系统振动、安全与可靠性及节能技术方面的研究现状进行总结,并对液压技术的研究进行展望,以期为硬岩隧道掘进机液压技术的深入研究提供借鉴。     

盾构机铰接密封模拟台架的设计及应用

大型盾构机的铰接密封是盾构机的关键功能部件之一。设计盾构机铰接密封模拟台架,并介绍其设计方案及结构。该台架能模拟盾构机铰接密封的实际工况,能完成实际工况下铰接密封的密封性能测试,并可分析影响铰接密封件性能的主要因素,为判别密封产品的质量和开发更好的密封件产品提供数据依据。     

数控镗铣床立柱的有限元分析

在研究有限元分析理论的基础上,建立了数控镗铣床立柱组件的三维模型,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了结构性能分析,找出了该机床立柱在受载情况下的变形规律,给出了分析结果,经过实验测试,验证了分析的正确性,为机床优化设计提供了帮助。     

基于结合面的龙门五面加工中心虚拟建模及静刚度研究

静刚度是机床性能的重要指标,有必要在设计阶段对其进行预估。针对正在设计中的Linear MC6000型龙门五面加工中心机床,在CAD软件UGNX2.0环境中建立了其各部件及整机的三维实体模型。在有限元分析软件ABAQUS6.51环境中,用弹簧单元来模拟滑块与直线导轨的接触刚度,建立了机床的有限元模型,并对其静刚度进行了分析。     

XH715型数控立式加工中心床身动态优化设计的研究

首先设计出了三种形式的立式加工中心的床身,然后利用Pro/E强大的三维建模功能对XH715立式加工中心床身及整机进行了参数化建模,通过对床身有限元模型的动力学分析,得到了较优的模型,最后对该机床床身进行了动力学试验验证了设计结果.