發(fā)布時間：2020-12-02 17:18

　　全斷面巖石掘進機（TBM）是隧道挖掘領(lǐng)域中具有代表性的大型機械設(shè)備。刀盤是TBM的核心部件,其使用壽命直接決定了 TBM刀盤的服役時間,掘進過程中由于掘進環(huán)境的惡劣導(dǎo)致刀盤盤體、刀座、滾刀等部件在未達到預(yù)定壽命前出現(xiàn)不同程度的損傷,導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟損失。經(jīng)過統(tǒng)計分析裂紋是導(dǎo)致TBM刀盤損傷的主要原因,造成刀盤疲勞失效的根本原因是缺乏對TBM刀盤疲勞性能的研究,沒有針對疲勞性能提出具體的設(shè)計方案及評價方法。因此,研究TBM刀盤的疲勞失效機理、空間多點載荷下TBM刀盤抗損傷設(shè)計方案及相應(yīng)的評價標準,對延長TBM刀盤使用壽命,減少經(jīng)濟損失有著較大的理論價值及工程意義。為了有效解決以上問題,本文對刀盤的疲勞失效機理、抗疲勞損設(shè)計方案及疲勞性能評價展開深入研究和探討,主要研究內(nèi)容如下:（1）TBM刀盤全周期裂紋擴展速率模型:針對TBM刀盤服役過程中盤體開裂嚴重的問題,本文根據(jù)刀盤失效樣件研究TBM刀盤主要失效形式,結(jié)合影響裂紋擴展的主要因素及刀盤結(jié)構(gòu)的特點,建立適合于TBM刀盤全周期裂紋擴展速率模型,并開展疲勞拉伸實驗確定模型中相關(guān)參數(shù),對比實驗結(jié)果驗證本文提出裂紋擴展速率模型正確性,為TBM刀... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２中天山隧道ＴＢＭ刀盤裂紋統(tǒng)計??Ｆｉｇ?１．２?Ｃｒａｃｋ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ＴＢＭ?ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ?ｉｎ?ＺｈｏｎｇＴｉａｎｓｈａｎ?ｔｕｎｎｅｌ??

圖１．３裂紋尖端的幾何形狀??Ｆｉｇ?１．３?Ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｏｆ?ｃｒａｃｋ?ｔｉｐ??Ｎｅｗｍａｎ和Ｒａｊｕｉ正明，在０＜ａ／ｃ＜０＿ｌ，且ａ＂幺０‘８的范圍內(nèi)，其公式誤差小于??±５％。近年來，Ｎｅｗａｎ和Ｒａ扣提出的應(yīng)力強度因子計算公式得到了廣泛的應(yīng)用，同時??也被當做對比的對象。??上述研究學(xué)者主要通過解析法求解裂紋尖端的應(yīng)力強度因子，此辦法仍有一定的局??限性，滯留在理想模型和簡單的邊界條件上，對于實際情況復(fù)雜載荷作用下的裂紋理論模??型則難以適用。例如ＴＢＭ刀盤在施工過程中工況隨機性大，造成邊界條件和結(jié)構(gòu)形式??較為復(fù)雜，此時解析法無法準確的計算裂紋的擴展情況，需要借助數(shù)值方法求解裂紋尖??端參數(shù)，來計算裂紋在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中及隨機性大的外部加載條件下裂紋尖端應(yīng)力強度因子??變化情況，由子其實用性強，數(shù)值模擬計算裂紋尖端有限７Ｃ的方法現(xiàn)如今被廣泛的研究??應(yīng)用，現(xiàn)如今有限元法被認為是求解實際工程下裂紋尖端應(yīng)力強度因子最有效的辦法，??但是該方法存在著一定的缺點例如計算工作量大，尤其是對結(jié)構(gòu)復(fù)雜載荷邊界隨機性大??情況。如果模型改變或裂紋Ｋ寸發(fā)卞變化．則需要對網(wǎng)格進行重新劃分以滿足對計算的??需求。針對這個問題廣大學(xué)者進行了深入的研究，其中Ｌｉｎ和Ｓｍｉｔｈｌ４４＃沒有用原有??

抗損傷設(shè)計，檢驗上述提出方法的正確性與否。??最后一章對本文研究工作進行了總結(jié)和展望，并提煉出全文的創(chuàng)新點。為說明全文??各章節(jié)的邏輯關(guān)系，全文的總體組織邏輯框架如圖１．５所示。??（第＿草）?????；盤疲勞裂紋擴展｜?｜?：維裂紋擴Ｍ投擬及裂｜?！??；速率計算模型（第二章）?紋失效規(guī)律（第三章），????；?１謂祕?；?＂??ＴＢＭ?盤抗損傷結(jié)構(gòu)設(shè)計（第四窣＞??ＴＢＭ刀盤疲勞性能評價（第五章）??Ｉ：程應(yīng)Ｈｊ（第八Ａ??ｄ??圖１．５論文總體框架??Ｆｉｇ?１．５?Ｔｈｅ?ｇｅｎｅｒａｌ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??１．４?本章小結(jié)??本章首先介紹了論文的研究背景及其工程意義，指出ＴＢＭ刀盤疲勞損傷機理及抗??損設(shè)計研究的必要性，其次闡述了國內(nèi)外相關(guān)研究工作的進展，總結(jié)相關(guān)研究成果及未??涉及的關(guān)鍵問題，最后明確全文主要研宄內(nèi)容，并給出全文的總體技術(shù)路線及組織框架。??１３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]TBM滾刀布置與刀盤結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 張鵬.大連理工大學(xué) 2009
[6]我國沖壓機械傷害風(fēng)險評價分析及對策研究[D]. 王起全.首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 2004



本文編號：2895550