TBM支撐推進(jìn)換步機(jī)液系統(tǒng)數(shù)字仿真分析.pdf

1、本文緊密結(jié)合國(guó)家863課題“大直徑全斷面隧道掘進(jìn)裝備及重大工程機(jī)械裝備研究”和973課題“硬巖掘進(jìn)裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題”，以研究TBM的主機(jī)系統(tǒng)特性為目的，對(duì)其支撐-推進(jìn)-換步系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析。旨在對(duì)糾偏系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)等進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)字化建模，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其特性進(jìn)行分析。
　　在詳細(xì)介紹了TBM主機(jī)系統(tǒng)，尤其是其支撐-推進(jìn)-換步系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)功能并設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確定了TBM的主要工作步驟和各部分關(guān)節(jié)間的相互運(yùn)動(dòng)

2、形式，分析并確定了TBM推進(jìn)液壓缸部分的四缸連通結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)機(jī)液耦合特性，為后文的數(shù)字模型建立和仿真分析奠定了基礎(chǔ)。
　　為了解決其多系統(tǒng)耦合特性的仿真問題，采用聯(lián)合仿真的方式進(jìn)行分析。建立了推進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)械、液壓和控制系統(tǒng)模型，正確添加聯(lián)合仿真模塊和通訊接口，建立了軟件間的聯(lián)系，在合理添加圍巖邊界條件的基礎(chǔ)上對(duì)其糾偏系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真。分析了TBM支撐-推進(jìn)-換步系統(tǒng)在正常推進(jìn)過程中由于受力原因造成偏載時(shí)糾偏系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，重點(diǎn)

3、分析了載荷波動(dòng)頻率、載荷形式、液壓油源參數(shù)、推程以及液壓元件參數(shù)對(duì)糾偏性能的影響，同時(shí)提出了糾偏率這一性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　針對(duì)TBM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中高剛度這一重要設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)部分零部件進(jìn)行了有限元網(wǎng)格劃分，對(duì)掘進(jìn)中整機(jī)剛度情況進(jìn)行了研究。分析了不同推程下整機(jī)剛度的變化，以及系統(tǒng)各部分零部件對(duì)整機(jī)剛度的貢獻(xiàn)情況，得出了一系列應(yīng)力和變形云圖以及剛度變化趨勢(shì)。其中重點(diǎn)對(duì)液壓系統(tǒng)的等效剛度進(jìn)行了計(jì)算，得出了整機(jī)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，并由此提出