盤形滾刀切削力影響因素及滾刀刃形優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著地下空間工程快速開挖的需要和科學(xué)技術(shù)水平的提高，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)在我國(guó)得到了飛速應(yīng)用，應(yīng)用盾構(gòu)法進(jìn)行地下空間工程施工已受到我國(guó)政府相關(guān)部門和施工企業(yè)的高度的重視。盤形滾刀作為盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中破巖的主要刀具，其破碎效率直接影響了地下工程施工的效率和成本。目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)盤形滾刀破巖特性的研究與國(guó)外相比較，尚處于探索階段。因此，在廣泛閱讀和鉆研國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)有關(guān)刀具破巖理論，相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)盤形滾刀破巖作用下，巖石

2、介質(zhì)的失效形式、破壞準(zhǔn)則進(jìn)行深入全面的了解，為建立刀具的破巖機(jī)理奠定理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)刀具切削性能進(jìn)行研究，為刀具的結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)上刀具的布置提供依據(jù)，從而達(dá)到提高刀具破碎效率的目的。主要內(nèi)容有以下幾個(gè)部分：
　　 ⑴通過(guò)對(duì)盤形滾刀破巖過(guò)程中機(jī)理的分析，在已有的巖石材料本構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，具體將盤形滾刀破碎作用下巖石的主要失效形式添加，修正巖石材料的失效準(zhǔn)則，以更加滿足盾構(gòu)施工實(shí)際情況。
　　 ⑵在ANSYS軟件

3、中建立盤形滾刀破巖過(guò)程有限元分析模型，動(dòng)態(tài)模擬了刀具對(duì)巖土周邊的擾動(dòng)情況以及刀具受力特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所建立的刀具破巖有限元分析模型的正確性和可行性，為刀具切削不同地質(zhì)工況的切削性能的研究提供了仿真工具。
　　 ⑶在大量單因素切削模擬的基礎(chǔ)上，分析了刀刃角、刀刃寬度、過(guò)度圓弧半徑、切削深度以及切削速度等因素對(duì)切削性能的影響規(guī)律。并采用正交試驗(yàn)技術(shù)，研究了5因素交互作用下盤形滾刀切削性能的影響程度。
　　 ⑷利用遺傳優(yōu)