TBM再制造刀盤(pán)的損傷研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)大中城市軌道交通建設(shè)飛速發(fā)展，地下隧道工程已進(jìn)入高速發(fā)展期，我國(guó)已成為全球掘進(jìn)裝備需求量最多的國(guó)家。國(guó)內(nèi)盾構(gòu)技術(shù)也在不斷提升，現(xiàn)有的硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)已近百臺(tái)，其中2011年前已有35臺(tái)，雖數(shù)量看似不少，但是大部分TBM已接近服役期限，若直接報(bào)廢將帶來(lái)巨大的資源浪費(fèi)。刀盤(pán)處于TBM最前沿，與巖土直接接觸，是影響TBM掘進(jìn)效率最重要的部件。為解決國(guó)內(nèi)大量TBM刀盤(pán)未能全壽命使用，以及再制造刀盤(pán)損傷機(jī)理研究等相關(guān)問(wèn)題。通過(guò)閱讀國(guó)內(nèi)

2、外文獻(xiàn)，本文開(kāi)展了TBM刀盤(pán)結(jié)構(gòu)分析、宏觀、微觀及多元損傷方向的研究，對(duì)于提高已服役刀盤(pán)利用率、延長(zhǎng)其服役壽命、降低成本具有重要意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了TBM刀盤(pán)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，分析影響刀盤(pán)掘進(jìn)性的主要參數(shù);針對(duì)中方五分式TBM刀盤(pán)進(jìn)行關(guān)鍵掘進(jìn)參數(shù)的力學(xué)分析;建立典型TBM刀盤(pán)三維模型，應(yīng)用ABAQUS有限元分析得到刀盤(pán)易發(fā)生損傷缺陷區(qū)域；⑵TBM刀盤(pán)常見(jiàn)宏觀損傷（裂紋、變形、蠕變、焊縫開(kāi)裂及疲勞損傷）的機(jī)理深入研究;針

3、對(duì)刀盤(pán)單一宏觀損傷構(gòu)建典型刀盤(pán)損傷分析模型并推導(dǎo)了刀盤(pán)損傷程度計(jì)算方法;同時(shí)，分析對(duì)比了常見(jiàn)的損傷檢測(cè)方法；⑶研究了細(xì)觀力學(xué)知識(shí)、基因理論、金屬微觀損傷等先進(jìn)模型，結(jié)合刀盤(pán)細(xì)小裂紋尖端應(yīng)力分析探討了TBM刀盤(pán)微觀損傷相關(guān)研究。從細(xì)觀力學(xué)角度，分析GTN本構(gòu)模型，建立與刀盤(pán)損傷研究的聯(lián)系;通過(guò)基因理論將刀盤(pán)損傷標(biāo)記，遺傳算法討論刀盤(pán)損傷演變;推導(dǎo)刀盤(pán)在循環(huán)載荷下微觀損傷裂紋萌生和裂紋尖端應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系式；⑷創(chuàng)造性的提出再制造刀盤(pán)多元