盾构机盘形滚刀垂向振动的建模、仿真与实验研究

建立了海瑞克滚刀与实验滚刀三自由度的垂向振动模型,以实验滚刀为算例进行了分析,并以接近实际工况的锯齿形力作为输入,以实验的力和贯入度作为条件,利用MATLAB对振动模型进行了仿真。仿真表明盘形滚刀产生的振动是受迫振动,得到仿真振动量级很小,不会影响盘形滚刀的实际贯入程度,表明实验滚刀设计合理,抗振能力强。同时设计了实验台盘形滚刀固有频率测量系统,根据幅频特性曲线确定了盘形滚刀固有频率,振动模型的固有频率与实验结果相比较计算误差仅为8.2%,表明该振动模型能够较好地反映滚刀实际振动情况,利用该振动模型对实验滚刀垂向振动进行研究是可行的。