国家自然科学基金(51005033)
- 作品数：8 被引量：95H指数：6
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- 相关机构：大连理工大学北方重工集团有限公司沈阳重型机械集团有限责任公司更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程建筑科学矿业工程更多>>
- 多滚刀顺次作用下岩石破碎模拟及刀间距分析被引量：31
- 2012年
- 相邻滚刀刀间距设计是全断面岩石掘进机(TBM)刀盘设计的关键技术之一,刀间距设计的合理与否直接关系到刀盘刀具掘进效率和寿命.刀间距设计不仅与岩石边界条件、刀盘掘进参数及刀具参数有关,而且与刀盘结构相互耦合相互影响,且相邻滚刀之间是一种顺次破碎岩石的过程.基于有限元岩石破碎仿真平台RFPA2D,考虑相邻多滚刀的顺次约束关系,分别以2种典型岩石(泥质粉沙岩和花岗片麻岩)为边界条件,建立多滚刀顺次作用下垂直压入岩石的破碎仿真模型,模拟多滚刀在顺次压入和同时压入岩石的仿真过程,建立了刀间距与岩石破碎能量之间的映射关系,进而建立了多滚刀最优刀间距下顺次角度与岩石破碎能量之间的映射关系,通过此映射关系可以确定滚刀在刀盘上不同位置的最优刀间距和最优的顺次角度,并为下一步滚刀在刀盘盘面上的布置设计提供设计依据.
- 霍军周孙伟郭莉李震张旭
- 关键词：全断面岩石掘进机岩石破碎滚刀
- 全断面硬岩掘进机刀盘结构改进设计被引量：16
- 2014年
- 刀盘是全断面硬岩掘进机(简称TBM)的核心工作部件,其结构设计对TBM掘进性能有很大影响。以辽西北供水项目的 TBM刀盘为研究对象,建立等效刀盘几何模型和有限元模型,依据典型载荷工况在刀座上施加滚刀额定三向载荷,分析不同载荷工况下结构应力及变形分布情况,发现在法兰与支撑筋的焊接部位出现刀盘最大应力(146MPa),支撑筋与法兰连接处应力存在大幅度的突变,这与该焊接面积过小有关,故增加法兰与联接筋的焊接面积,提出刀盘结构改进方案,改进后结构最大等效应力降低56%,改进效果明显,为TBM刀盘的结构设计提供参考依据。
- 邓立营杨涛高伟贤凌静秀
- 关键词：有限元刚度
- TBM刀盘支撑筋布置优化被引量：5
- 2013年
- 综合考虑刀盘支撑筋支撑和出碴的功能,建立了以刀盘强度和刚度为优化目标的刀盘支撑筋布置优化设计模型,基于Workbench平台采用神经网络拟合方法建立了刀盘强度和刚度与刀盘支撑筋位置之间的映射关系,进而采用NSGA多目标优化方法进行了有效求解。结果表明:在3种岩石边界和极限工况下,优化求解的方案在刀盘强度和刚度方面均优于原始方案,为TBM刀盘支撑筋结构设计提供了一种新的思路。
- 桑松龄
- 关键词：全断面岩石掘进机优化设计
- 全断面岩石掘进机刀盘结构主参数的优化设计被引量：27
- 2011年
- 全断面岩石掘进机(TBM)刀盘是TBM的核心部件,其结构参数设计是其核心技术之一。论述以青海隧道的TBM刀盘结构设计为背景,考虑青海隧道地质岩石边界条件,根据相关的刀盘结构参数设计的复杂工程技术要求,建立了刀盘结构主参数优化设计模型,以刀盘结构强度和刚度为优化目标,采用近似相应面模型建立刀盘结构强度和刚度分析的近似模型,进而采用多目标遗传算法对刀盘主要结构参数进行优化。与原TBM刀盘结构设计方案进行对比表明,本文获取到的刀盘主结构优化设计参数具有更好的刀盘结构刚度和强度,可以改善刀盘主轴承受力状况,延长主轴承寿命和滚刀寿命,可以为工程师在进行刀盘结构设计时提供刀盘的主结构参数,提高刀盘结构的强度和刚度性能。
- 李震霍军周孙伟郭丽何恩光
- 变风速条件下风电齿轮随机可靠性优化被引量：7
- 2011年
- 为了在变风速条件下对风电齿轮强度可靠性进行分析及优化,提出了齿轮随机可靠性优化模型.利用风速观测数据推导轮齿载荷的波动特性,定义相关随机量以适应应力-强度干涉模型,应用蒙特卡罗法建立齿轮参数和强度可靠度之间的响应关系,同时,制定相关约束条件并以遗传算法作为求解策略.该优化模型不仅能够定量分析风速变化对齿轮强度可靠性的影响,并且可在随机参数情况下对齿轮强度可靠性进行优化.算例对5种风速模式下的风电齿轮强度可靠度进行了分析,结果表明:风速变化将导致传动齿轮强度可靠度下降,经过优化后强度可靠度得到明显改善,在5种模式下均不小于98.89%.
- 陈涛孙伟张旭魏静
- 关键词：风力发电应力-强度干涉模型蒙特卡罗法遗传算法
- EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计被引量：5
- 2013年
- 以某地铁标段施工盾构为研究对象,针对EPB盾构机的刀盘的开口模式与盘体结构设计之间相互影响、耦合的特点,首先建立根据边界条件与三轴实验获得的岩土颗粒微观参数构建盾构刀盘与岩土相互作用的刀盘系统离散元数值模型,研究盾构刀盘开口率对刀盘挖掘过程的影响规律。在此基础上,建立基于渣土流动性的刀盘结构参数优化设计模型,在AWE下对刀盘的整体结构进行优化设计。研究结果表明:在某地质条件下,开口率为35%,中心开口占45%的刀盘挖掘效率较高且满足螺旋输送系统工作条件。
- 虞诗强霍军周吴承原孙伟
- 关键词：盾构刀盘开口率离散元有限元
- 重型板式给料机驱动链轮结构参数优化设计被引量：6
- 2014年
- 大型破碎站是现代采矿业发展的标志性装备,目前该设备的研制对国外制造商依赖性较强,为打破国外垄断、实现国产化,有必要对其设计制造中的关键技术进行研究。重型板式给料机作为破碎站的关键部件,运行过程中承受剧烈振动与复杂冲击载荷,其中驱动链轮是给料机的主要传动部件,其结构性能是稳定、高效输送物料的关键。根据某型号重型板式给料机实际工作过程中驱动链轮的受载特点,建立了驱动链轮的三维参数化驱动模型。在此基础上,以驱动链轮的分度圆直径、滚子外径、齿宽为设计变量,将质量和应力作为优化目标,采用多目标遗传算法对链轮进行结构优化设计。优化结果表明:相较于原始方案,优化方案在实现轻量化目标的同时应力分布情况较好,优化后链轮质量减小19.1%,最大应力减小7.2%,重型板式给料机整机综合性能提升明显。
- 霍军周虞诗强杨静李涛
- 关键词：有限元
- TBM水平支撑不同接触面积下的围岩稳定性分析被引量：9
- 2013年
- 针对全断面岩石掘进水平支撑在不稳定地质条件下,易出现支撑不稳、刀盘下沉等问题,基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真平台,以II类和V类围岩为研究对象,建立支撑靴在脉动载荷作用下撑紧围岩的数值仿真模型.提取了围岩的等效应力、支撑反力变化规律及材料失效质量.研究结果表明:水平支撑基本能够适应II类围岩,而在V类围岩中容易出现失稳,随着接触面积的下降,支撑力出现具有明显的阶跃性质,失稳时刻也逐渐提前,反映出水平支撑对软弱围岩的不适应,为支撑靴的结构设计和地质适应性提供参考依据.
- 孙伟凌静秀霍军周邓立营巫思荣党军锋
- 关键词：全断面岩石掘进机围岩稳定性分析接触面积
