新形式复合式刀盘结构的分析与仿真

以沈阳地铁1号线东延线工程为依据,根据实际的勘察地质情况设计复合式刀盘结构,相比较常规复合式刀盘中心位置进行升级,增加中心开口率及提供渣土流动性;针对升级后的刀盘,通过有限元仿真对各种工况下的刀盘结构进行强度与刚度的分析,获取刀盘等效应力云图与位移云图,验证新形式刀盘在不同工况下强度的合理性;并对新形式的刀盘进行了模态分析,得到了刀盘前6阶固有频率在(29~114)Hz范围内变化,表明刀盘的整体最大位置在刀盘边缘且振幅不大。

基于参数化的盾构机复合式刀盘设计研究

盾构机作为定制化设备,其定制化的代表部件即是刀盘。复合式刀盘是一类适应性更为广泛的刀盘结构类型,其建模通常需要耗费大量的时间,这容易造成时间和人员浪费、可靠性下降。通过对复合式刀盘的功能分析,梳理了刀盘通用模块之间的参数传递规则与逻辑,建立了结构间参数关联关系;针对复合式刀盘的重点模块进行关键参数的提取,为参数化建模提供重要依据;基于Creo软件的Top-Down设计,完成了六辐臂+六面板复合式刀盘的三维参数化建模设计,实现了刀盘的设计系列化,为缩短刀盘设计周期提供了指导方法。

土压平衡盾构复合式刀盘设计与结构有限元分析

简要介绍了土压平衡盾构复合式刀盘适应的地层;重点论述了刀盘的结构设计、刀具配置与布局特点,建立了刀盘主体结构的有限元分析模型;对盾构刀盘在模拟载荷作用下的结构响应进行了数值分析,分析结果符合设计预期。

大直径盾构机复合式刀盘加工工艺研究

大直径盾构机复合式刀盘存在加工制造成本高、精度不易保证、工期难以实现等诸多难题。基于此,主要对大直径盾构机复合式刀盘的加工制造技术难点进行研究,提出刀盘加工通过组对整体划线,确定统一的工艺基准,采用径向边块与中心块分开加工方式的总体方案,并进行组对划线、组装方式、加工基准、加工方法的工艺研究。结果表明,通过采用合理布置工艺路线,组对、划线、分块加工,保证刀盘的整体精度达到设计的公差要求,提升产品质量,降低制造成本,缩短工期。

基于ANSYS的盾构复合刀盘扩径改造设计

为满足合肥地铁新建轨道交通线路适用于管片外径6200 mm的盾构区间施工要求,采用原适用于管片外径6000 mm的某常规土压平衡盾构进行扩径改造设计。首先,设计了该盾构复合刀盘的扩径改造方案,开挖直径由原6280 mm扩径至6470 mm。然后,在分析计算盾构刀盘受力组成的基础上,利用Solidworks软件建立刀盘扩径改造后的三维模型。最后,通过ANSYS有限元仿真软件对扩径改造后的刀盘进行静力学和模态分析验证。结果表明,扩径改造设计后的复合刀盘满足强度、刚度使用要求。目前,该盾构刀盘已完成工厂内的扩径改造并运抵项目,后续将在合肥地铁建设中得到实际应用。

盾构刀盘设计及结构优化研究

为了实现刀盘结构与施工地段地质情况的最佳匹配,根据地质特点,文中对常规地铁施工用盾构刀盘结构形式进行了分类,尤其对复合式刀盘进行了详细介绍。针对两种复合式刀盘形式进行结构强度分析对比,并提出提高结构强度的优选方案。其次,对刀盘结构进行优化设计并通过分析得到验证:采用环形梁连接形式,不仅可以提高刀盘结构强度,而且可增大刀盘中心区域开口,有效降低刀盘中心"结泥饼"的可能性。