复合地层盾构切削系统协同仿真研究.pdf

2010年第11期 ·设计与研究· 文章编号：1001—2265(2010)11—0005—04 复合地层盾构切削系统协同仿真研究 文伟力，冯平法，吴志军，刘建虎 (清华大学精密仪器与机械学系，北京 100084) 摘要：基于复合地层盾构切削过程中的变载荷特性，采用协同仿真方法建立了盾构切削系统机械控 制模型。针对几种典型地层工况下盾构在复合地层间的切削作业，由机械系统动力学模型确定刀盘 输出转速、控制系统模型解算驱动力矩，通过机械和控制两系统实时数据交互实现了外部阻力矩变 化时对盾构刀盘转速的动态控制。所建切削系统协同仿真模型具有良好的地层适应性，为进一步研 究盾构刀盘地质适应性设计理论及复合地层掘进过程中协调可控性的优化设计提供了参考。 关键词：复合地层；盾构切削系统；机械控制系统；协同仿真 中图分类号：THl6；TG65文献标识码：A ontheCollaborativeSimulationoftheShieldMachine in Strata Study CuttingSystemComposite WEN Jian—hu Wei—li，FENG Zhi-jun，LIU Ping—fa，WU ofPrecisionInstrumentsand (Department mechanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) machine intom- Abstract：Basedonthecharacteristicsofvariableload theshield dunng cuttingprocess shieMmachine isestablishedcollaborative control of positestrata，mechanicalsystem cuttingsystem by simulation toseveral conditionsoftheshieldmachine method．Accordingtypicalworking cuttingoperation in rotationalofthecutterheadisdeterminedthe modelof strata，the by dynamic composite output speed themechanical momentiscalculatedthecontrol the system，the by systemmodel，anddynamic driving of machinecutterheadis lementedunderthe ofthe controltherotationaloftheshield changes speed