基于不同类型刀盘的动静态特性分析

针对目前刀盘力学特性分析不够细致且工况简化严重等导致刀盘结构分析不全面等诸多问题,对刀盘滚刀进行载荷等效,然后考虑实际掘进过程中工况位姿的不同,对中方五分式和对分式刀盘的掘进工况进行细分,进行力学分析,并提取前面板、中间面板、后面板、筋板等不同位置处的等效应力进行分析,通过动静特性对比发现,筋板安全系数相对其他位置较低,是相对薄弱的环节,最后分析得到筋板应力集中的具体位置,这些位置在实际制造过程中更应进行重点强化以减小应力集中。

基于数值分析的TBM动态载荷拟合

为了对全断面岩石掘进机(TBM)进行可靠性、设计合理性评估和动力学分析,往往需要动态载荷作为输入条件,因此如何更加准确地拟合动态载荷对于工程分析具有十分重要的意义。文章采用数值分析拟合法并结合了雨流记数法等方法,首先对实测和仿真结果进行分析,得到动载的分布规律、振幅和频率与载荷的关系,并用Matlab进行拟合得到初步动态载荷并根据实际情况加上滚刀位置、滚刀种类、地质条件对原有载荷进行修正;然后与仿真结果进行对比,进行误差修正,得到中心滚刀的三向载荷、正滚刀中部、外部、内部的三向载荷、边滚刀三向载荷,最后运用蒙特卡洛方法验证了拟合的数据与已有数据基本在置信区间内,验证了方法的可行性。此方法克服了纯粹仿真中的诸多问题,更接近实际情况,具有一定的创新性和工程实用性。

机车车辆耦合动力学特性及实验研究

有关机车轮轨系统的动力学建模中少有考虑轴箱轴承非线性载荷以及机车车辆空间耦合关系.基于轴箱轴承的时变非线性接触载荷,建立了机车轮对的空间耦合动力学模型,为验证该理论模型的正确性,搭建了机车轮对测试实验.实验结果表明:轴箱轴承振动在空间具有非线性强耦合关系,箱轴向激励引起的垂向振动幅值为0.216mm,约为轴向振动幅值的22.2%.机车轮对空间耦合动力学理论模型能准确反映机车在轨道不平顺激励下的振动特性,为轴箱轴承等关键部件的设计提供了理论支撑.

TBM刀盘系统不确定工况下的动力学特性分析

为解决全断面岩石掘进机(TBM)刀盘系统由于掘进过程中工况不确定性造成的载荷不确定和动态特性预测难度大的问题,提出一种工况不确定性的动力学分析方法。首先,对4种典型掘进工况进行等效,采用区间理论将不同工况的等效载荷进行区间表示,并将工况的不确定性转化为载荷的不确定性;然后,通过集中质量法建立刀盘多自由度耦合动力学模型,并结合得到的区间不确定载荷等效出不确定工况下的多自由度耦合动力学模型,求解得到不确定工况下的动力学响应;最后,以现场实测数据对该方法进行验证。研究结果表明:TBM在设计时应充分考虑工况的差异性;随着刀盘分块的增多,刀盘系统稳定性有所提高;驱动齿轮均匀分布时,刀盘系统振动稳定性较好。