水平定向鉆機(jī)擴(kuò)孔器最優(yōu)形狀的研究.pdf

1、水平定向鉆機(jī)是一種重要的非開(kāi)挖工程機(jī)械,它廣泛運(yùn)用于各種管道的鋪設(shè)。其中的擴(kuò)孔器部件是水平定向鉆機(jī)擴(kuò)孔施工的關(guān)鍵部件?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)水平定向鉆機(jī)擴(kuò)孔器的研究多側(cè)重于其結(jié)構(gòu)的改進(jìn),缺乏對(duì)擴(kuò)孔器表面形狀優(yōu)化的研究。由于擴(kuò)孔器表面形狀的優(yōu)化問(wèn)題涉及到擴(kuò)孔器與土體的作用機(jī)理,這方面還缺乏理論方面的研究,其中土體對(duì)擴(kuò)孔器的阻力和阻力矩通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)計(jì)算,致使出現(xiàn)理論滯后的局面。而擴(kuò)孔器的形狀以及尺寸對(duì)其工作過(guò)程中所受阻力和阻力矩的大小有很大影響,并

2、直接關(guān)系到水平定向鉆機(jī)的工作效率的高低。水平定向鉆機(jī)擴(kuò)孔器的最優(yōu)形狀的研究對(duì)于水平定向鉆機(jī)的設(shè)計(jì)制造將有一定的理論意義。 本文以水平定向鉆機(jī)的擴(kuò)孔器部件為研究對(duì)象,對(duì)其的形狀進(jìn)行了優(yōu)化。先以球孔擴(kuò)張理論和邊界元數(shù)值分析的方法為理論基礎(chǔ)和分析手段,分析擴(kuò)孔器表面與土體的作用過(guò)程,計(jì)算出土體對(duì)其表面的正壓力：并在此基礎(chǔ)上,引入盾構(gòu)理論,根據(jù)擴(kuò)孔器實(shí)際工作狀況,計(jì)算出土體對(duì)擴(kuò)孔器工作阻力和阻力矩；最后以土體對(duì)擴(kuò)孔器阻力和阻力矩綜合最小