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TBM刀盘缩尺试验台设计及其静动态特性分析
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.75[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51375001); 国家“973”计划项目(2013CB035400)
中文摘要:

由于实际TBM刀盘的直径较大(直径6 m以上),采用等比例实物刀盘进行相关实验研究代价较大且难实现,因此进行TBM刀盘缩尺模型研究有助于刀盘结构优化和延寿设计等研究的开展。依据相似理论,建立了TBM刀盘的材料、几何、载荷和动力等特征量相似参数集合,依据TBM刀盘实际掘进过程中的各项参数及多点冲击分布载荷特点,获取TBM刀盘缩尺试验平台的设计参数,构建了一套具有多种刀盘分体结构和刀具布置方式的TBM刀盘缩尺试验平台。运用Ansys Workbench和ADAMS软件对试验台进行静动力学仿真,得到缩尺刀盘刚度和阻尼与理论值相比误差小于5.3%,缩尺刀盘载荷曲线平均值误差小于4.2%,波动方差误差小于2.9%,验证了缩尺刀盘试验台静动态特性的相似性。

英文摘要:

The diameter of a real cutterhead is so large ( ≥ 6 m) that experiments on a life-sized cutterhead would involve significant costs and would be difficult to conduct. Therefore, research on a reduced-scale model of a tunnelboring machine (TBM) cutterhead is beneficial to the optimization and life-extension design of the tool. A collection of parameters such as material, geometry, load, and dynamic quantities of a TBM cutterhead were gathered. Based on the theory of similarity. The design parameters of the test bench were acquired, and a reduced-scale test bench for a TBM cutterhead with different assembly structures and different cutter-knife arrangements was designed based on the parameters and load characteristics of the multi-point impact distribution determined from the excavation process of an actual TBM cutter. The static and dynamic analyses of the test bench were performed with AnsysWorkbench and AD- AMS software. The results show that, compared to the expected value, the stiffness and damping error of the reduced- scale cutterhead is less than 5.3%, the mean value error is less than 4.2% and the variance error is less than 2.9%, proving the similarity of the test model's static and dynamic performance to the performance of an actual eutterhead.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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