大直径盾构刀盘结构整体强度分析

盾构掘进机是一种广泛应用于隧道工程施工的大型机械设备。刀盘刀具是盾构掘进机的关键部件,因此盾构刀盘的强度设计十分重要。文中利用有限元软件建立盾构刀盘的有限元模型进行数值模拟,分析了在不同工况及不同设计方案下刀盘的受力状态,为盾构刀盘刀具优化结构设计提供参考依据。     

盾构切刀磨损特性研究与实时监测

在分析盾构过程中切刀磨损失效和磨损类型的基础上,基于盾构切刀的受力分析和运动分析,引入了切刀磨损预测模型;建立了盾构切刀前角和切深对盾构切刀磨损量的相关关系;设计了切刀磨损在线监测系统,对磨损量进行实时监测。通过某过江通道盾构区间的实际工程,验证了盾构掘进参数和几何参数对预测模型的正确性。该模型具有预测掘进参数和切刀结构参数对切刀磨损量预测的能力,能够在一定程度上预测换刀时间。     

盾构刀盘的数值模拟

盾构法是一项复杂的技术,在隧道施工中,通过位于盾构机最前端刀盘上刀具对前方的土体进行切削来完成掘进开挖的任务,因此盾构刀盘的强度设计十分重要。利用有限元软件ANSYS建立了盾构刀盘和刀具的有限元模型进行数值模拟,模拟了在不同工况及不同设计方案下刀盘和刀具的受力状态,包括:改变刀盘钢板的厚度、改变刀盘和牛腿之间的夹角以及在刀盘上施加偏载等。通过以上情况的模拟为盾构刀盘刀具优化结构设计提供参考依据。     

盾构推进载荷模拟的多维加载机制与试验研究

盾构机是一种用于地下隧道施工的大型设备,其装备复杂,经济价值很高。由于地下施工的环境恶劣,盾构掘进的现场研究工作较难开展,因此利用盾构推进模拟试验台在实验室条件下进行研究,是一种经济、安全的替代方法。盾构掘进过程中的受力十分复杂,为研究盾构掘进中的力学问题,对盾构模拟试验台提出了模拟掘进中的环境载荷的要求。针对盾构掘进中的环境载荷的特点,提出基于并联绳牵引的多维载荷加载机制;对模拟试验台的载荷模拟能力进行分析;设计模拟加载的试验方法,并进行盾构掘进载荷的模拟试验。理论分析和试验研究结果表明,该盾构载荷模拟装置能够通过调节作用在试验台盾构刀盘上的分布载荷的大小,形成等效的推力、俯仰矩、横摆矩和转矩,能够实现环境载荷的模拟。     

组装式真空罐矩形法兰的设计与有限元分析

针对大型真空罐体积庞大,给起吊、运输带来很大不便,运输成本高的问题,提出将真空罐罐体沿纵向分割为3段,每段之间用矩形法兰连接。对矩形法兰进行了传统方法的设计与有限元分析。矩形法兰的设计影响因素较多,受力情况复杂,先用当量圆法对初步设计的矩形法兰的强度进行计算,然后利用SolidWorks建立其三维模型,并导入ANSYS中,对矩形法兰进行静态分析得其变形云图和应力云图,根据分析结果看其是否满足强度和刚度要求并进一步优化,保证设计的精确性和可靠性。     

类矩形盾构机刀盘受力分析与检测研究

类矩形盾构采用双辐条式圆形大刀盘加两个偏心刀盘的组合切削形式,刀盘受力状态复杂.为了研究掘进过程中各刀盘推力的变化,提出了一种基于与有限元分析相结合的在线检测方法.首先建立刀盘推力和扭矩的计算模型,结合有限元分析确定胸板上应力测点的位置,得到刀盘推力和测点应力之间的关系.然后,搭建刀盘应力采集系统,获取盾构掘进过程中测...     

多载荷作用下盾构支承环加强筋分布设计及Ansys优化研究

首先,运用能量法从理论上对盾构支承环刚度、强度进行建模,计算了多载荷作用下的位移、应力;其次,对支承环加强筋进行了分布设计,得到了轴向或环向单一方向加强筋支承环及轴向环向加强筋支承环;将这几套支承环导入Ansys中,进行静力分析,得出轴向、环向单一方向加强筋支承环刚度不足,轴向环向同时加强筋支承环刚度较好;在此基础上,设计出一套刚度好、应力分布均匀的轴向环向加强筋错开支承环;再次,基于应力均方差最小原则对轴向环向加强筋错开支承环进行了优化设计,优化后的支承环应力均方差明显降低,优化结果与理论计算值较为吻合。     

微进给机构垂向刚度建模求解

基于一种微进给机构,采用刚柔耦合的方法对机构进行等效建模,在等效模型的基础上对机构进行受力分析,并应用软件仿真及数值拟合的方法对机构的垂向刚度进行理论计算,构建起机构的垂向刚度与各项尺寸系数之间的理论模型。为给定垂向刚度下微进给机构的尺寸优化奠定理论基础。     

EBZ-135掘进机截割头的优化设计

为解决掘进机在实际横切和钻进工况下截割头振动严重导致掘进效率低的问题,基于ANSYS仿真软件对设备在两种工况下各个截齿的受力情况进行分析,结合仿真结果对五个区段截齿的截线距结构参数进行优化,最后基于ANSYS仿真软件对优化后截割头各个截齿受力情况及差异系数进行对比,验证优化的效果.     

基于ANSYS的矩形花键拉刀有限元分析

通过对拉刀结构分析，确立拉刀有限元模型。在Pro／E中对矩形花键拉刀模型进行了参数化实体造型，通过接口传递数据，借助ANSYS得到拉刀刀齿工作中受力后位移和应力分布情况，从而为设计和制造拉刀提供了依据。     

基于支持向量回归积和改进粒子群算法的特定区间盾构机作业参数选取

为实现特定区间盾构机作业参数更准确的选取,提出了基于支持向量回归积(e-SVR)和改进惯性权重降低速度粒子群优化(IIWDSPSO)算法的盾构机作业参数选取模型。基于e-SVR构建掘进参数、地层参数、几何参数与地表沉降值之间的非线性关系模型,并基于实际盾构施工数据与人工神经网络模型、随机森林模型进行性能对比分析;通过10组仿真实验分析惯性权重降低速度对算法性能的影响,基于分析改进的粒子群优化算法优化特定地层参数和几何参数区间的掘进参数。结果表明,e-SVR模型对盾构施工数据样本具有更好的拟合和泛化能力,所提出的IIWDSPSO算法具有更好的准确性、稳定性和收敛概率。实际工程应用结果也验证了所提模型求解出的特定区间掘进参数能使地表沉降值相对更小,得到的掘进参数能够为实际工程提供更准确和可靠的参考。     

砂卵石地层微型土压平衡盾构机刀盘刀具布置方法研究

刀盘是微型土压平衡盾构机的关键部件,刀盘刀具类型、数量及合理布置决定着盾构设备的破岩能力,直接影响刀具使用寿命、盾构设备的掘进速度和掘进距离。根据北京某砂卵石地层的地质特点,确定了刀盘刀具的选型与选材;依据刀具磨损的等寿命原则和阿基米德螺旋线布置方法确定了主切削刀和先行刀的布置曲线与刀具数量。直径为3m的微型土压平衡盾构机,在砂卵石地层中,刀盘布置主切削刀数量为38把,先行刀数量为15把,先行刀超前主切削刀的超前量为30mm。通过ANSYS软件对刀盘的力学性能进行了分析,结果表明刀盘受力与变形状况良好,满足设计要求。     

盾构电液控制系统的载荷顺应性理论初探

该文分析了能适应刀盘切屑阻力变化、盾构推进阻力变化及密封舱压力变化的刀盘驱动自适应系统、盾构推进自适应系统及螺旋输送自适应系统。在保证土压平衡的基础上,以实现盾构施工过程中节能高效为目的,阐述了盾构各子系统的掘进参数与掘进负载的协调控制方法,初步建立了盾构电液控制系统的载荷顺应性理论,为盾构设计与施工提供一定的理论指导。     

视界

中铁装备自主研发制造世界最大矩形盾构下线 本刊报道,由中国中铁装备公司自主研发制造的世界最大矩形盾构近日在郑州下线,标志着我国在矩形盾构技术领域已处于国际领先地位。此台矩形盾构长10.12米高7.27米,机头呈方形,将应用于郑州地铁中州大道下穿隧道施工,是目前世界上断面最大的矩形盾构,在设计技术上突破了六刀盘复合开挖联合控制技术、盾体推进过程当中的减少摩擦的设计、超薄壳体和超大断面的结构强度设计优化等关键技术难题。     

无级变速器轴向压力加压模型的研究

为了研究胶带式无级变速传动系统的性能,需要分别确定发动机转速和负载转矩对橡胶V带式无级变速器的影响.文中分别建立了主、从动轮轴向压力的加压模型,由加压模型可知,回位弹簧对主动轮轴向压力的影响比较显著,负载转矩对从动轮轴向压力的影响显著;采用正交试验设计的方法对从动轮加压模型的影响参数进行研究后得出:扭力凸轮的螺旋角和扭力凸轮滑槽到回转中心的直径是影响从动轮轴向压力的主要因素.     

ZL-Y型履带式临时支护装置内方套的分析与改进

针对临时支护装置主臂双层矩形套管结构和强度设计不合理的问题,基于有限元软件ANSYS环境下初始设计的内方套受力分析的基础上,对初始设计进行了墙厚、材质等方面的优化改进。改进后的内方套强度有了明显的提高,检测数据表明最大应力小于优化后的材料屈服极限,保障了结构稳定不被破坏,同时,装置部件足够的强度和可靠性最大程度避免了设备应用过程中存在的安全隐患。     

对用Pro/E建模ANSYS做分析时导入模型问题的研究

在机械领域的关键零部件设计中，实施CAD／CAE技术来提高设计效率和质量。用三维CAD软件PRO／E对零件进行三维造型设计、装配设计，进行干涉检查，生成爆炸图和相应的工程图。用著名的CAE软件ANSYS对主要受力件进行分析和优化设计，给出可视化的分析结果和优化方案。对如何将PRO／E模型导入ANSYS作出详细的对策并给出一个将直线电机工作平台模型成功导入到ANSYS中的实例。     

基于ANSYS的挠性叠片联轴器的轴向不对中分析

分析了叠片联轴器使用中的轴向不对中特性，利用ANSYS中的功能模块建立力学模型，结合约束方程的使用考虑了垫片预应力对叠片受力分析的影响，并以实例说明了本文方法的应用。     

磁悬浮列车转向架的变形状态分析

以HSST型磁悬浮列车转向架为对象,建立了零部件三维模型,导入ANSYS Workbench有限元分析软件,对转向架在静态悬浮、直线加速行驶、断电停车和制动四种工况的受力变形状态进行分析。仿真结果表明转向架垂向变形满足电磁铁悬浮间隙要求,可为转向架相关零部件的结构设计提供参考依据。     

盾构掘进机模拟试验台开发研究

盾构掘进机是专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。由于产量少和成本高的因素,模型试验已成为盾构掘进机前期设计中的一项重要任务。此外,模型试验结果也是实现盾构掘进机结构与性能优化的重要手段。就盾构掘进机主驱动及传动系统模拟试验台的开发进行了相关研究,针对试验台的结构方案、加载方法、驱动及传动型式、主参数的确定以及测量与控制系统等进行了详细阐述。试验台的研制可为我国盾构掘进技术的国产化研究提供所需的试验装置。