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TBM掘进机含间隙典型关节接触刚度模型及其特性
  • ISSN号:1006-2343
  • 期刊名称:《机械设计与研究》
  • 时间:0
  • 分类:U455.31[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275292)和国家重点基础研究发展规划(973)(2013CB035403)资助项目
中文摘要:

硬岩掘进装备典型关节的接触刚度精确描述是其掘进过程中动力学分析的关键。针对重载情况下硬岩掘进装备中的圆柱铰和球铰关节,基于Hertz接触理论和Winkler弹性接触理论进行含间隙的典型关节接触刚度建模与分析,通过有限元模型比较验证了TBM掘进机含间隙的典型关节接触刚度解析模型的适用性。结果表明:相同载荷下圆柱铰和球铰的接触刚度随间隙的增大而减小,相同间隙下随着载荷的增大而增大。间隙小于0.5 mm时Winkler接触理论可以更好地描述关节接触界面刚度,而间隙大于0.5 mm时,基于Hertz接触理论可以更好地描述关节接触界面刚度,该结果可以为硬岩掘进机动力学分析提供指导。

英文摘要:

Precise description of contact stiffness of typical hinges including the cylindrical hinge and spherical hinge in hard-rock tunnel boring machine (TBM) is the key for its dynamical analysis. Based on Hertz contact theory. and Winkler elastic contact theory, the models of cylindrical hinge and spherical hinge under heavy load with clearance are established. The contact stiffness behavior as well as the adaptability of the theoretical models are numerically investigated and compared with simulation in terms of finite element method. The results show that the contact stiffness increases with the decreasing clearance under a specified load and increases with the increase of load under a designated clearance. When the clearance is smaller than 0.5mm, the Winkler elastic contact model is more precise. When the clearance is larger than 0.5mm, Hertz contact model is more precise. Therefore, this can be used to provide a guidance in the dynamical analysis of TBMs.

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期刊信息
  • 《机械设计与研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:邹慧君
  • 地址:上海市华山路1954号(上海交通大学内)
  • 邮编:200030
  • 邮箱:jofmdr@126.com
  • 电话:021-62932023
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2343
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1382/TH
  • 邮发代号:4-577
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科技论文统计用刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,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)
  • 被引量:9239