盾構(gòu)機(jī)刀盤結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析.pdf

1、近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的不斷進(jìn)步，我國的城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)一步加快，人們對空間的需求愈來愈大（特別是城市），地面空間已經(jīng)不能滿足人們的需求，人們對地下空間的開發(fā)和利用逐漸增加。隨著地鐵和地下排水系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，盾構(gòu)機(jī)的使用也逐漸增多，盾構(gòu)機(jī)在我國的使用量以每年30％速度在增長。然而盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)工況非常復(fù)雜，在掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)會遇到不同的地質(zhì)條件，從而導(dǎo)致刀盤的受力也非常復(fù)雜，盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)主要依靠的是刀盤，刀盤的挖掘能力決定了盾構(gòu)

2、機(jī)的掘進(jìn)效率，所以研究刀盤在掘進(jìn)過程的力學(xué)性能十分重要。
　　 本文根據(jù)設(shè)計單位提供的刀盤設(shè)計參數(shù)，利用solidworks建立盾構(gòu)機(jī)刀盤的簡化模型，對刀盤進(jìn)行靜態(tài)數(shù)值模擬。根據(jù)刀盤的不同工況:刀盤正常工作條件下、刀盤3500噸擠壓條件、刀盤靜止啟動等。設(shè)計了刀盤的模擬研究方案:研究刀盤面積對刀盤力學(xué)性能影響;研究刀盤牛腿厚度對刀盤力學(xué)性能影響;研究刀盤輪輻對刀盤力學(xué)性能影響;研究刀盤牛腿數(shù)量對刀盤力學(xué)性能的影響等。
　　

3、 不同地區(qū)的地質(zhì)條件會有很大的區(qū)別，因此在建立土體模型時要充分地考慮土壤的模型參數(shù)，結(jié)合土壤的失效形式，選擇出合適的土壤模型。
　　 由于刀盤切削土體是一個顯性動態(tài)過程，所以選用ANSYS中的ANSYS/LS-DYNA做動態(tài)模擬分析。由于土體材料為為非線性材料，同時還會發(fā)生大變形。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)模擬過程中，會存在有限元單元的畸變是問題，因此采用任意拉格朗日一歐拉(ALE)算法比較合適，同時刀盤挖掘過程中，土體會被挖掘運(yùn)走，這是一