基于ADAMS的TBM刀盤系統(tǒng)載荷與動力特性仿真分析.pdf

1、TBM（Tunnel Boring Machine）即隧道掘進機，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的隧道施工機械。作為盾構(gòu)機的關(guān)鍵部件之一，刀盤系統(tǒng)主要起到開挖巖體、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TBM刀盤系統(tǒng)的破巖過程進行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真分析，研究刀盤系統(tǒng)的載荷與動力特性，為盾構(gòu)的安全、低振、平穩(wěn)運行提供理論依據(jù)。本文主要對以下幾個方面的內(nèi)容進行了研究。
　

2、?。?）為了研究TBM刀盤系統(tǒng)在破巖掘進過程中的動力學(xué)行為，將掌子面設(shè)計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中進行仿真計算，得出了刀盤上各個滾刀的接觸力和加速度變化曲線，并對不同破巖深度時的載荷和加速度變化情況進行了比較研究。結(jié)果表明，巖塊剝落的厚度會影響刀盤系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性。當巖塊剝落厚度在8~12毫米變化時，厚度在9mm時刀盤系統(tǒng)的運行最為平穩(wěn)。
　?。?）為深

3、入研究巖石柔性對刀盤系統(tǒng)動力學(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中進行仿真計算,得到了刀盤上各個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)的運行更加平穩(wěn)。
　?。?）為研究柔性巖石的剝落對滾刀動力學(xué)行為的影響，將帶有凸齒的掌子面與單個剛性滾刀模型導(dǎo)入ADAMS并進行仿真計算，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)對滾刀載荷的