發(fā)布時(shí)間：2020-12-02 17:18

　　全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)（TBM）是隧道挖掘領(lǐng)域中具有代表性的大型機(jī)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(shí)間,掘進(jìn)過(guò)程中由于掘進(jìn)環(huán)境的惡劣導(dǎo)致刀盤盤體、刀座、滾刀等部件在未達(dá)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(jì)損失。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)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(duì)TBM刀盤疲勞性能的研究,沒有針對(duì)疲勞性能提出具體的設(shè)計(jì)方案及評(píng)價(jià)方法。因此,研究TBM刀盤的疲勞失效機(jī)理、空間多點(diǎn)載荷下TBM刀盤抗損傷設(shè)計(jì)方案及相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)延長(zhǎng)TBM刀盤使用壽命,減少經(jīng)濟(jì)損失有著較大的理論價(jià)值及工程意義。為了有效解決以上問(wèn)題,本文對(duì)刀盤的疲勞失效機(jī)理、抗疲勞損設(shè)計(jì)方案及疲勞性能評(píng)價(jià)展開深入研究和探討,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）TBM刀盤全周期裂紋擴(kuò)展速率模型:針對(duì)TBM刀盤服役過(guò)程中盤體開裂嚴(yán)重的問(wèn)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(kuò)展的主要因素及刀盤結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),建立適合于TBM刀盤全周期裂紋擴(kuò)展速率模型,并開展疲勞拉伸實(shí)驗(yàn)確定模型中相關(guān)參數(shù),對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證本文提出裂紋擴(kuò)展速率模型正確性,為TBM刀... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２中天山隧道ＴＢＭ刀盤裂紋統(tǒng)計(jì)??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(lái)，Ｎｅｗａｎ和Ｒａ扣提出的應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算公式得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)??也被當(dāng)做對(duì)比的對(duì)象。??上述研究學(xué)者主要通過(guò)解析法求解裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，此辦法仍有一定的局??限性，滯留在理想模型和簡(jiǎn)單的邊界條件上，對(duì)于實(shí)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(guò)程中工況隨機(jī)性大，造成邊界條件和結(jié)構(gòu)形式??較為復(fù)雜，此時(shí)解析法無(wú)法準(zhǔn)確的計(jì)算裂紋的擴(kuò)展情況，需要借助數(shù)值方法求解裂紋尖??端參數(shù)，來(lái)計(jì)算裂紋在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中及隨機(jī)性大的外部加載條件下裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子??變化情況，由子其實(shí)用性強(qiáng)，數(shù)值模擬計(jì)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(rèn)為是求解實(shí)際工程下裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子最有效的辦法，??但是該方法存在著一定的缺點(diǎn)例如計(jì)算工作量大，尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜載荷邊界隨機(jī)性大??情況。如果模型改變或裂紋Ｋ寸發(fā)卞變化．則需要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行重新劃分以滿足對(duì)計(jì)算的??需求。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題廣大學(xué)者進(jìn)行了深入的研究，其中Ｌｉｎ和Ｓｍｉｔｈｌ４４＃沒有用原有??

抗損傷設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)上述提出方法的正確性與否。??最后一章對(duì)本文研究工作進(jìn)行了總結(jié)和展望，并提煉出全文的創(chuàng)新點(diǎn)。為說(shuō)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(kuò)展｜?｜?：維裂紋擴(kuò)Ｍ投擬及裂｜?！??；速率計(jì)算模型（第二章）?紋失效規(guī)律（第三章），????；?１謂祕(mì)?；?＂??ＴＢＭ?盤抗損傷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第四窣＞??ＴＢＭ刀盤疲勞性能評(píng)價(jià)（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(jī)理及抗??損設(shè)計(jì)研究的必要性，其次闡述了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究工作的進(jìn)展，總結(jié)相關(guān)研究成果及未??涉及的關(guān)鍵問(wèn)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(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]F-AHP方法在工業(yè)企業(yè)信用評(píng)估中的研究[D]. 李娟.湖南大學(xué) 2010
[5]TBM滾刀布置與刀盤結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 張鵬.大連理工大學(xué) 2009
[6]我國(guó)沖壓機(jī)械傷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析及對(duì)策研究[D]. 王起全.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 2004



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