TBM液压管道频谱特性分析和结构优化.pdf

第35 卷 第1 期 噪 声 与 振 动 控 制 Vol 35 No. 1 2015 年2 月 NOISE AND VIBRATION CONTROL Feb. 2015 文章编号：1006-1355(2015)01-0058-05+88 TBM 液压管道频谱特性分析和结构优化 1 1, 2 1 彭 欢 ，张怀亮 ，齐征宇 （1. 中南大学 机电工程学院，长沙 410083 ； 2. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，长沙 410083 ) 摘 要：考虑到全断面硬岩推进机(TBM)掘进过程中轴向基础振动对流体流速和压力波动的影响，运用输流管道流 固耦合轴向运动4-方程模型，分析基础振动的影响，建立轴向基础振动下的TBM 液压管道轴向耦合振动方程组，并用 直接解法在频域内对其进行求解，再运用MATLAB 软件对管道出口处流速和压力的频域响应特性进行仿真计算，随之 分析基础振动和不同结构参数对流体频域响应的影响规律。同时，为减弱基础振动对流体出口参数的影响，运用正交 实验法对管道进行结构优化，优化后的管道系统流速的频域幅值整体上减小了48.61 % ，从而在一定程度上抑制了因 基础振动带来的流体波动。 关键词：振动与波；液压管道；流固耦合；全断面硬岩推进机 中图分类号：TB53；TH 113 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn. 1006-1335.2015.01.012 Frequency-spectrum Characteristic Analysis and Structure Parameters Optimization of TBM Hydraulic Pipelines PENG Huan 1, ZHANG Huai-liang 1, 2 , QI Zheng-yu 1 ( 1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. State Key Laboratory of High Performance and Complex Manufacturing, Central South University, Changsha 410083, China ) Abstract : The influence of the axial foundation vibration on the fluid flow velocity and the pressure fluctuation in TBM tunneling process was studied. Using the 4-equation model of the liquid-solid coupled axial motion and considering the effect of the foundation vibration, the axial coupling vibration equation for the TBM hydraulic pipeline was established. The equation was then solved directly in frequency domain. Meanwhile, the frequency responses of velo