TBM主梁焊接工藝過(guò)程數(shù)值模擬的研究.pdf

1、TBM廣泛應(yīng)用于隧道掘進(jìn)工程中，主梁作為 TBM主機(jī)的關(guān)鍵組成部分，承受著刀盤傳遞過(guò)來(lái)的力和扭矩，并將其傳遞到撐靴上，可以說(shuō)主梁質(zhì)量的好壞直接影響隧道挖掘的進(jìn)度和質(zhì)量。
　　TBM主梁是典型的箱型梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)焊接制造完成，在焊接完成后不可避免的會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力及不可忽視的焊接變形，對(duì)主梁以及TBM整體的工作性能和使用壽命有著很大影響。以往人們通過(guò)試驗(yàn)方法來(lái)研究焊接工藝，方法復(fù)雜而且消耗較大，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，利用數(shù)值模擬的方法對(duì)焊

2、接工藝進(jìn)行研究得到了廣泛的開(kāi)展。本文利用有限元軟件ANSYS，選取主梁在實(shí)際工況下應(yīng)力較為集中的部分作為研究對(duì)象，并將該部分提取出來(lái)建立簡(jiǎn)化的有限元模型，基于有限元以及熱彈塑性等相關(guān)理論，對(duì)不同的焊接工藝方案進(jìn)行數(shù)值模擬，并得出了溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)分布變化以及最終的殘余應(yīng)力和變形情況，并加以實(shí)驗(yàn)佐證。主要包括以下內(nèi)容：
　　（1）TBM主梁焊接部位的選?。豪糜邢拊浖嗀NSYS Workbench對(duì)TBM主梁施加實(shí)際工作載荷，進(jìn)行靜

3、力學(xué)有限元分析，以找出應(yīng)力較為集中的部分，并以此部分作為焊接工藝的研究對(duì)象。
　　（2）焊接數(shù)值模擬有限元模型的建立：根據(jù)實(shí)際焊接工藝，選擇主梁頂板與腹板的典型焊接結(jié)構(gòu)作為分析對(duì)象，利用有限元軟件ANSYS的參數(shù)化編程語(yǔ)言建立了包含多層多道焊的焊接部位有限元模型。
　?。?）焊接溫度場(chǎng)數(shù)值模擬：確定焊接工藝方案和工藝參數(shù)，在 ANSYS中對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行仿真，得到溫度場(chǎng)的分布變化規(guī)律并分析討論。
　?。?）焊接應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)