全斷面掘進(jìn)機(jī)CAE分析與刀具工作仿真研究.pdf

1、刀盤是全斷面掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵和專用部件，不同的地質(zhì)條件必須設(shè)計(jì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的刀盤。目前，國外如德國、日本已經(jīng)對(duì)刀盤進(jìn)行了深入的研究;國內(nèi)，對(duì)其理論研究才剛剛起步，由于刀盤技術(shù)受到國外封鎖，至今很少成果發(fā)表?，F(xiàn)在國內(nèi)制造的刀盤均為仿制，設(shè)計(jì)理論依據(jù)不足，工作性能不佳，還沒有對(duì)全斷面掘進(jìn)機(jī)刀盤及其刀具進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究的相關(guān)報(bào)道，尤其是在滾刀和切削刀具的有限元仿真分析方面缺乏研究。因此，為提高我國的自主研發(fā)與生產(chǎn)能力，為全斷面掘進(jìn)機(jī)的深入研究打下良

2、好的基礎(chǔ)，進(jìn)行全斷面掘進(jìn)機(jī)CAE分析以及刀具的工作仿真研究是非常必要的。
　　本文以EPBΦ6.28m土壓平衡式全斷面掘進(jìn)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度和模態(tài)分析，對(duì)切削刀具在不同條件下的工作仿真進(jìn)行了比較分析以及對(duì)盤形滾刀的破巖進(jìn)行了有限元仿真分析。
　　首先基于刀盤整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和實(shí)際工程的工況分析為基礎(chǔ)，計(jì)算了全斷面掘進(jìn)機(jī)的推進(jìn)力和刀盤的驅(qū)動(dòng)力矩，分析了刀盤在靜啟動(dòng)脫困以及臨界推擠工況下的受力。在ANSYS中建立

3、刀盤和盾體的有限元模型，對(duì)刀盤在三種工況下進(jìn)行強(qiáng)度分析和模態(tài)分析以及對(duì)盾體（前盾中盾、尾盾）進(jìn)行了強(qiáng)度和模態(tài)分析。
　　然后分析了切削刀具的運(yùn)動(dòng)特性，建立切削刀具的數(shù)學(xué)模型，對(duì)刀具的受力情況做了完整的分析。建立切削刀具的有限元模型并對(duì)其進(jìn)行仿真分析，將仿真得到的切削刀具所受的切削力和理論計(jì)算數(shù)值比較來驗(yàn)證模型的正確性，接著對(duì)刮刀和主切削刀兩種切削刀具在不同的切深，不同的切削前角以及不同的地質(zhì)條件下仿真對(duì)比分析。
　　最后介紹