TBM盤形滾刀磨損演變數(shù)值模擬研究.pdf

1、全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)廣泛應(yīng)用于巖石地層的隧道開挖，盤形滾刀作為其破巖的主要工具，存在消耗量大、費(fèi)用高以及不合理使用導(dǎo)致延誤工期的問題，研究盤形滾刀的磨損特性及其演變規(guī)律具有重要意義。
　　研究了實(shí)際盤形滾刀的磨損機(jī)理，并設(shè)計(jì)模擬盤形滾刀-巖石摩擦副的干摩擦試驗(yàn)臺(tái)，分析了載荷、刀圈試樣硬度、巖石類型對(duì)盤形滾刀刀圈試樣磨損的影響規(guī)律。
　　采用有限元方法研究盤形滾刀破巖過程中的接觸特性，分析了盤形滾刀運(yùn)動(dòng)學(xué)特性、盤形滾

2、刀與巖石接觸應(yīng)力分布及變化特性、盤形滾刀所受三向力的特點(diǎn)，并選擇了合理的接觸應(yīng)力和速度瞬心計(jì)算模型。
　　建立了盤形滾刀刀圈表面點(diǎn)與巖石的相對(duì)滑動(dòng)量計(jì)算模型，并結(jié)合磨損仿真基本模型以及盤形滾刀與巖石的接觸應(yīng)力模型建立了盤形滾刀磨損預(yù)測(cè)仿真模型。對(duì)定西工程大理石巖層的掘進(jìn)段進(jìn)行盤形滾刀磨損仿真和磨損量測(cè)量，仿真預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值基本相符。仿真發(fā)現(xiàn)在正面磨損與側(cè)面磨損同時(shí)作用下，盤形滾刀刀刃逐漸磨損成尖形，與實(shí)際施工中盤形滾刀磨損后的形態(tài)