TBM機頭架焊接數(shù)值模擬與接頭金相組織分析.pdf

1、隨著我國大量隧道工程等基礎設施項目的開展，隧道掘進施工技術得到了廣泛的應用，TBM（全斷面巖石隧道掘進機）也得到了大力推廣，我國擁有巨大的TBM掘進施工應用市場，但是掌握TBM掘進技術的企業(yè)單位少，TBM自主研發(fā)及制造水平還相對落后，對 TBM重要零部件加工等核心技術的研究對TBM整機的制造至關重要。
　　本文研究對象是TBM機頭架，課題源于國家863資助項目“大直徑硬巖隧道掘進裝備（TBM）的關鍵技術研究及應用（2012AA04

2、1801）”。機頭架是TBM刀盤的連接支撐件，是TBM掘進過程中承受軸向推進力及刀盤反扭矩的重要結構件，機頭架屬于大型厚鋼板焊接箱體結構，其焊接質(zhì)量直接影響TBM整機性能。本文通過對機頭架受力分析，對其典型 T型結構焊接溫度場和應力場數(shù)值模擬、焊接接頭金相組織實驗分析等方面進行了深入研究，旨在為TBM機頭架制造工藝的制定和改進提供理論支持。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）根據(jù)TBM掘進原理及機頭架內(nèi)部的傳動原理，計算機頭架在TBM掘

3、進過程中的最大載荷，并對其進行靜力學有限元分析。
　?。?）以機頭架靜力學有限元分析得出的應力集中部位為研究對象，建立典型 T型結構的焊接有限元模型，并設定材料熱力學性能參數(shù)、熱源模型、焊接數(shù)值模擬工藝參數(shù)，進行焊接過程的數(shù)值模擬。
　　（3）利用單元生死技術，對多層多道焊縫填充、焊后冷卻過程的溫度場分布規(guī)律進行數(shù)值分析，對焊縫、熱影響區(qū)、母材上關鍵點的熱循環(huán)曲線進行討論，結合實際焊接的熱特性，分析其焊接溫度場數(shù)值模擬的準確