盤形滾刀切削力影響因素及滾刀刃形優(yōu)化設計研究.pdf

1、隨著地下空間工程快速開挖的需要和科學技術水平的提高，盾構掘進機施工技術在我國得到了飛速應用，應用盾構法進行地下空間工程施工已受到我國政府相關部門和施工企業(yè)的高度的重視。盤形滾刀作為盾構掘進機在掘進過程中破巖的主要刀具，其破碎效率直接影響了地下工程施工的效率和成本。目前，國內有關盾構掘進機盤形滾刀破巖特性的研究與國外相比較，尚處于探索階段。因此，在廣泛閱讀和鉆研國內外盾構掘進機有關刀具破巖理論，相關文獻的基礎上，對盤形滾刀破巖作用下，巖石

2、介質的失效形式、破壞準則進行深入全面的了解，為建立刀具的破巖機理奠定理論基礎。通過對刀具切削性能進行研究，為刀具的結構改進以及盾構掘進機上刀具的布置提供依據(jù)，從而達到提高刀具破碎效率的目的。主要內容有以下幾個部分：
　　 ⑴通過對盤形滾刀破巖過程中機理的分析，在已有的巖石材料本構研究成果的基礎上，具體將盤形滾刀破碎作用下巖石的主要失效形式添加，修正巖石材料的失效準則，以更加滿足盾構施工實際情況。
　　 ⑵在ANSYS軟件

3、中建立盤形滾刀破巖過程有限元分析模型，動態(tài)模擬了刀具對巖土周邊的擾動情況以及刀具受力特性。通過實驗，驗證了所建立的刀具破巖有限元分析模型的正確性和可行性，為刀具切削不同地質工況的切削性能的研究提供了仿真工具。
　　 ⑶在大量單因素切削模擬的基礎上，分析了刀刃角、刀刃寬度、過度圓弧半徑、切削深度以及切削速度等因素對切削性能的影響規(guī)律。并采用正交試驗技術，研究了5因素交互作用下盤形滾刀切削性能的影響程度。
　　 ⑷利用遺傳優(yōu)