基于ADAMS的TBM刀盤系統(tǒng)載荷與動(dòng)力特性仿真分析.pdf

1、TBM（Tunnel Boring Machine）即隧道掘進(jìn)機(jī)，是利用回轉(zhuǎn)刀具破碎巖石，從而形成隧道斷面的一種先進(jìn)的隧道施工機(jī)械。作為盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，刀盤系統(tǒng)主要起到開(kāi)挖巖體、穩(wěn)定工作面的功能。刀盤系統(tǒng)的工作性能直接影響到盾構(gòu)施工的效率。本文基于ADAMS對(duì)TBM刀盤系統(tǒng)的破巖過(guò)程進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析，研究刀盤系統(tǒng)的載荷與動(dòng)力特性，為盾構(gòu)的安全、低振、平穩(wěn)運(yùn)行提供理論依據(jù)。本文主要對(duì)以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　

2、?。?）為了研究TBM刀盤系統(tǒng)在破巖掘進(jìn)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)行為，將掌子面設(shè)計(jì)成具有凹槽和凸齒的形狀。利用UG建立刀盤系統(tǒng)和不同齒高的掌子面剛性模型,并將裝配后的模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行仿真計(jì)算，得出了刀盤上各個(gè)滾刀的接觸力和加速度變化曲線，并對(duì)不同破巖深度時(shí)的載荷和加速度變化情況進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明，巖塊剝落的厚度會(huì)影響刀盤系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。當(dāng)巖塊剝落厚度在8~12毫米變化時(shí)，厚度在9mm時(shí)刀盤系統(tǒng)的運(yùn)行最為平穩(wěn)。
　?。?）為深

3、入研究巖石柔性對(duì)刀盤系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響，將平坦掌子面模型使用ANSYS柔性化，再將刀盤系統(tǒng)剛性模型和柔性掌子面模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行仿真計(jì)算,得到了刀盤上各個(gè)滾刀的接觸力及其幅值變化曲線。結(jié)果顯示，考慮上巖石的柔性以后，刀盤系統(tǒng)的運(yùn)行更加平穩(wěn)。
　?。?）為研究柔性巖石的剝落對(duì)滾刀動(dòng)力學(xué)行為的影響，將帶有凸齒的掌子面與單個(gè)剛性滾刀模型導(dǎo)入ADAMS并進(jìn)行仿真計(jì)算，得到了滾刀與掌子面的接觸力變化規(guī)律，并分析了巖石性質(zhì)對(duì)滾刀載荷的