多點沖擊下TBM刀盤裂紋萌生-擴展全壽命預測.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型，城鎮(zhèn)化發(fā)展進入關(guān)鍵時期，地下空間的開發(fā)利用對于緩解地表空間緊張、完善基礎(chǔ)設施建設具有深遠影響，我國已成為硬巖隧道掘進設備(TBM)需求最大的國家。刀盤系統(tǒng)是影響TBM破巖效率的核心部件，但現(xiàn)有刀盤的設計較少考慮疲勞壽命，強振動環(huán)境下刀盤裂紋的萌生與擴展將極大影響施工效率甚至帶來安全隱患。因此開展刀盤疲勞全壽命預測研究對于TBM安全服役具有重要意義。
　　在深入理解疲勞裂紋萌生和擴展壽命預測理論與方法的前提下，本文

2、針對TBM刀盤的疲勞全壽命預測問題，通過理論計算、仿真分析和試驗研究的方式開展了相關(guān)研究，具體工作如下:
　　(1)在分析刀盤受力特點的基礎(chǔ)上，綜合考慮計算精度和效率提出了一種計算TBM刀盤動應力的改進準靜態(tài)法，使用這種方法計算了刀盤危險點和待測點的動應力。搭建了無線測試系統(tǒng)并對實際掘進工作中的TBM刀盤應力進行了測試，測試數(shù)據(jù)與計算結(jié)果均值的差別僅為3.2％，變化范圍的差距則有9.8％，考慮到現(xiàn)場測試的偶然性可以表明改進準靜態(tài)法

3、計算刀盤動應力的有效性。
　　(2)根據(jù)雨流計數(shù)方法對應力時間歷程進行統(tǒng)計計數(shù)得到了應力幅值和均值的直方圖，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計理論擬合了幅值的分布函數(shù)編制了應力程序譜，結(jié)合材料的S-N曲線和損傷累積準則預測了刀盤裂紋萌生壽命。并探討了Miner準則和Chaboche準則對萌生壽命的預測效果以及應力次序?qū)γ壬鷫勖挠绊?。研究表明，Chaboche準則比Miner準則更加保守，低-高分級譜作用下萌生壽命更長。
　　(3)考慮到刀盤結(jié)構(gòu)