盾構(gòu)刀盤(pán)的受力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、盾構(gòu)刀盤(pán)是盾構(gòu)機(jī)的重要部件之一,在實(shí)際工況中受力狀況比較復(fù)雜。我國(guó)生產(chǎn)的盾構(gòu)刀盤(pán),多基于國(guó)外產(chǎn)品的仿制,缺乏必要的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ),從而導(dǎo)致盾構(gòu)刀盅的設(shè)計(jì)及制造相對(duì)滯后,刀盤(pán)重量過(guò)大。本文針對(duì)硬巖盾構(gòu)刀盤(pán)作為研究對(duì)象,分析和計(jì)算其工作中的應(yīng)力分布規(guī)律。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)刀盤(pán)已有的生產(chǎn)圖紙,進(jìn)行ANSYS WORKBENCH有限元分析建模。簡(jiǎn)化了刀盤(pán)結(jié)構(gòu)中不必要的細(xì)節(jié),將受力較為復(fù)雜的刀座簡(jiǎn)化為主梁直接受力,

2、并對(duì)易產(chǎn)生應(yīng)力奇異的部位進(jìn)行圓角處理。建模后對(duì)模型進(jìn)行支反力計(jì)算驗(yàn)證,證明該模型精度能夠滿足計(jì)算要求。⑵在前處理建模的基礎(chǔ)上,針對(duì)硬巖刀盤(pán)常見(jiàn)的工況進(jìn)行分析。結(jié)果認(rèn)為,在三分之一堵轉(zhuǎn)條件下,刀盤(pán)應(yīng)力的峰值較大,且各工況應(yīng)力峰值部位的分布存在一定規(guī)律,基本上處于刀盤(pán)牛腿根部。說(shuō)明刀盤(pán)的牛腿部位是應(yīng)力敏感區(qū)。⑶對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行數(shù)值模擬疲勞分析、并將材料和焊接試件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比,估算出刀盤(pán)的低周疲勞壽命。⑷對(duì)刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了局部的改進(jìn),并將改進(jìn)后