TBM盘形滚刀受力分析_李辉.pdfVIP

DOI:10.13807/ki.mtt.2012.03.031 现代隧道技术 TBM 盘形滚刀受力分析 MODERN TUN NELLING TECHNOLOGY 文章编号： （ ） 1009-6582 2012 03-0193-05 TBM 盘形滚刀受力分析 李 辉 王树林 汪加科 （江苏大学机械工程学院，镇江 212013 ） 摘 要 研究盘形滚刀的受力状况可以改善滚刀的设计，提高其使用寿命。 文章通过ABAQUS 分析软件建立了 盘形滚刀切割岩石的有限元模型，并进行了动态模拟和动力学分析；模拟结果很好地解释了TBM 掘进过程中，液压 千斤顶需要不断地增加压力才能保持掘进速度的现象， 并且验证了盘形滚刀最大瞬时接触力值为接触力平均值的 2~3 倍，同时发现ABAQUS 可以很好地模拟出岩石被切割时出现岩碴飞溅的现象；研究结果为盾构机盘形滚刀刀具 的设计及研究其寿命提供了一些理论依据。 关键词 ABAQUS 盘形滚刀 全断面岩石掘进机 有限元模型 中图分类号： 文献标识码： U455.44 A 全断面岩石掘进机(Full face rock tunnel boring 析。 盘形滚刀切割岩石过程中具有非常复杂的物理 machine ，简记TBM)被广泛应用于水电隧洞、城市地 现象和力学特征， 试验性研究和理论探讨都有很大 下工程、河海地下隧洞、公路隧道等重要工程中，而 的局限性。 本文以Drucker-Prager 塑性准则和岩石 盘形滚刀作为TBM 的破岩刀具，它的技术性能与隧 力学等相关知识为基础，利用ABAQUS 有限元分析 道的掘进速度和掘进成本密切相关。因此，对盘形滚 软件建立研究滚刀受力的仿真分析模型， 以获得盘 刀进行研究是很有必要的。 形滚刀在不同磨损量状况下的受力情况， 为刀具的 国内外相关学者在盘形滚刀工作原理方面做了 设计及研究其寿命提供一些理论依据。 [1] 一些开创性的工作。 宋克志等 对盘形滚刀的工作原 [2] 1 盘形滚刀切割岩石有限元模型的 理进行了分析与研究；张照煌 对盘形滚刀的磨损及 [3] 建立 其侧向力进行了探讨；杨金强 利用LS/DYNA 对单 把盘形滚刀作了受力分析， 探讨了盘形滚刀受力预 为了尽可能模拟出盘形滚刀切割岩石过程中的