基于MATLAB/Simulink的TBM边滚刀动力学模型及振动分析

• 作者: 廖江 张斌荣 李霞 杨骁 管会生 谭孝锋
• 来源期刊: 隧道建设（中英文）
• 学科: 交通运输
• 关键词: TBM 边滚刀 动力学模型 振动 刚度 MATLAB/Simulink ANSYS/Ls-dyna
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究与探索
• 页码范围: 833-839
• 页数: 7页
• 分类号: U45
• 语种: 英文
• DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.06.008

摘要

为解决TBM设备在硬岩地层施工过程中单刃边滚刀失效较严重的问题,对边滚刀在破岩过程中的振动特性进行研究.首先,基于对破岩时边滚刀的受力分析,将其所受载荷简化为垂向力、轴向力以及倾覆力矩,建立滚刀动力学模型.然后,运用MATLAB/Simulink建立边滚刀动力学仿真模型,由ANSYS/Ls-dyna仿真得到的边滚刀破岩载荷历程作为该动力学模型的输入激励,仿真得到边滚刀各部件振动位移响应曲线.最后,通过改变模型中滚刀各部件的刚度大小,研究其对滚刀振动的影响.研究发现:1)对于安装角为45°的边滚刀,在花岗岩地层中破岩时,其刀圈侧向振动幅度比垂向振动幅度大22％左右,侧向摆角最大可达到0.406°.2)刀圈与轴承的刚度是影响滚刀振动和侧向摆动的重要因素,增大1倍刀圈刚度,滚刀垂向、侧向振幅和摆动振幅分别降低26.6％、31.5％、31.0％;增大1倍轴承刚度,滚刀垂向、侧向振幅和摆动振幅分别降低19.5％、14.1％、21.7％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	管会生	西南交通大学机械工程学院	47	400	11.0	18.0
2	李霞	西南交通大学机械工程学院	22	303	10.0	17.0
3	张斌荣	西南交通大学机械工程学院	3	1	1.0	1.0
4	谭孝锋	西南交通大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0
5	廖江	西南交通大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0
6	杨骁	西南交通大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0