基于Workbench的盾构机刀盘强度分析

根据盾构机刀盘受力特点,利用有限元分析软件对不同工况下改造前与改造后的刀盘等效应力及等效变形进行仿真分析,根据仿真结果,在不同工况下,改造前与改造后刀盘最大等效应力均出现在刀盘支撑与刀盘面板焊接位置,在额定转矩下刀盘改造后等效应力增加了40 MPa,增加率为16%,等效变形增加了1.33 mm,增加率为27.1%;在脱困转矩下等效应力增加了35 MPa,增加率为13%,等效变形增加了1.36 mm,增加率为26.1%;根据仿真结果,刀盘扩径改造后强度及刚度均满足使用要求。     

夹杂巨型卵石碎石层大直径长距离顶管施工控制措施

天津滨海新区东海路东壹区规划雨水泵站工程采用顶管施工工艺,设计管道直径3000mm,管道长度1.77km,属于大直径长距离顶管施工。在施工过程中,部分管段出现夹杂巨型卵石碎石层这一特殊地质结构,造成顶管机刀盘严重磨损、施工效率大大降低。为了改变这一现象,从工程实际出发,提出从触变泥浆配合比优化、中继间技术、刀盘适应性改造以及螺旋出土机改造四个方面进行施工控制,确保了顶管施工的顺利贯通。相关施工控制措施可为类似地质条件下的大直径、长距离顶管施工提供借鉴。     

复合式土压平衡盾构机刀盘性能综合评价方法

复合式土压平衡盾构机刀盘对复合地层的适应性决定了施工的安全性和经济性。由于刀盘结构的多样性以及施工环境的复杂多变性,不同类型的刀盘在应对不同地层时,其综合性能表现不一,目前仍缺少对其综合性能进行评价的有效方法。在考虑刀盘性能影响因素多层次、多方面和相关联性的基础上,从刀盘的结构性能、刀具布置性能、力学性能、经济性、安全可靠性和环境适应性等方面,建立刀盘性能评价指标体系。根据刀盘递阶层次结构评价模型特点,提出一种基于模糊数学与评价理论,以模糊层次分析法计算刀盘指标权重,通过模糊综合评价和模糊优劣解距离决策法对刀盘进行综合性能评价的方法。结合长沙某地铁施工标段地质条件,选取四种常见的复合式土压平衡盾构机刀盘方案,进行评价确定最终方案,并通过工程实例验证本方法的合理性和有效性,为施工过程中的刀盘方案选型决策提供一种新方法。     

硬质合金堆焊工艺应用实践

1．概述 在盾构机产品中,刀盘、前盾、中盾、尾盾是盾构机中重要部件,盾构机在隧道施工中主要通过刀盘及盾体对前方土体进行切削。在切削土体过程中,刀盘及盾体很容易被磨损,磨损后在地下修补不但周期长,困难大,而且很危险,所以耐磨设计是非常必要的。刀盘、前盾、尾盾中都需要大量的硬质合金堆焊,如附图所示。     

富水砂卵石地层盾构刀盘刀具配置的研究

成都的地层属于富水砂卵石地层,卵石含量达到80%以上,盾构掘进时对刀盘刀具的磨损异常严重,更换刀具带来的施工风险极大,刀盘刀盘刀具的磨损问题严重制约着地铁施工的进度。本文根据成都地铁1号线施工过程中对刀盘刀具的消耗、刀具的磨损型式进行客观的分析,提出能够适应成都地层需要的刀盘刀具配置。     

盾构机几种常见故障的处理

1.泥土粘着并堵塞刀盘 产生原因: 盾构机在粘性土层中施工时,由于粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性土体粘附在刀盘上。被刀盘从开挖面上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥土仓后,在泥土仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正面的土体不能通过中心刀渣槽进     

土压平衡顶管机刀盘的改进与实践

以西安市东月路雨水管道工程现场施工为例,分析了在西北地区不同地层条件下土压平衡顶管机刀盘磨损严重原因,提出了该地层条件下刀盘刀具合理布置方式、刀具形状改造方案,所提出的刀具布置方式和刀具形状等技术措施通过现场施工作业证明,刀盘刀具在连续施工条件下使用寿命从6天提高到30天。     

砂质板岩地层下小断面盾构刀盘结构设计方法

刀盘设计合理性与地质适应性是盾构机顺利施工的前提,结合砂质板岩地层条件、刀盘结构及刀盘载荷计算模型对中国石化新疆煤制天然气外输管道(新粤浙)穿越长江隧道工程中所用盾构机刀盘进行结构设计,考虑刀高差影响,忽略刮刀对刀盘载荷影响,获得刀盘推力及转矩,并与工程实测数据进行对比,结果吻合度较高,证明所用载荷计算方法具有较高准确性。建立刀盘有限元模型,对刀盘进行静力学分析,由静力学分析结果:最大应力为189.5 MPa,出现在在刀盘面板与支撑环连接处;最大变形量为1.7545 mm,出现在刀盘中心双联滚刀安装区域,可知刀盘力学性能满足要求。研究结果可为砂质板岩地层盾构刀盘设计提供一定参考。     

某型土压平衡盾构机刀盘有限元静力学结构分析

根据某地区地铁线路标段的地质水文等特点,设计某型号土压平衡盾构机刀盘型式,对该型号土压平衡式盾构机刀盘建立三维实体模型,采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,对刀盘结构进行了受力特性有限元分析,获得了刀盘的应力及变形情况,结果表明,设计刀盘满足强度和刚度的要求,该型号盾构机在该地铁线路的施工中应用效果良好,满足施工要求。通过理论计算结果和实际应用情况表明,盾构机刀盘数值模拟对刀盘的结构设计提供了理论支撑。     

应用S7-PLC自控系统排除盾构机刀盘停转故障

两台德国海瑞克公司生产的直径为6.28 m的土压平衡式盾构机,曾用于深圳地铁施工。在使用中出现刀盘停转的故障时,我们应用了机上的S7-PLC自动控制系统的Simatic Manager管理程序,成功地排除了刀盘转动30 s后即自动停止转动的故障。 从该机每次转动刀盘均能转动这一情况来看,刀盘转动的必要条件都已得到了满足;从刀盘转动30 s即自动停止转动这一点来看,很可能是这时已失去刀盘转动的某个或某些必要条件。     

球罐球壳板的划线与切割

球壳板划线与切割的精度直接影响着球罐现场组装质量,本文论述了采用三维坐标系下解析几何的方法计算球壳板上切割点与检查点的划线尺寸,并利用划线尺寸进行划线,通过分析原切割模具存在的缺点,重新设计计算了切割模具,提高了球壳板划线与切割的精度     

高效加工熔铸耐火陶瓷用铣磨盘的优化设计

介绍了加工硬脆陶瓷用铣磨盘的结构特点、加工时的力学模型及铣磨盘的优化设计方法,并通过铣磨试验验证了铣磨盘的优良性能。     

几种改进型钻头及其特点分析

介绍了几种根据被加工材料的具体特性,对几何形状和刀具参数进行了改进设计的钻头,分析了其结构特点,并推荐了合理的切削用量.     

腹腔镜手术剪数学模型及手持稳定性

目前市场上的腹腔镜手术剪的主要问题为手持稳定性较差。本文对两种腹腔镜手术剪刀头建立了数学模型,并对刀头与工具控制部受力、行程的关系进行了计算分析;其次,针对手持稳定性的缺陷提出了两用扳机式的握把,并通过手部尺寸回归方程对主要尺寸进行了计算分析;最后,依据操作者的手部人机尺寸和操作习惯,对不同的腹腔镜手术剪刀头匹配了不同的扳机工作方式。经过再设计的腹腔镜手术剪在使用时增加了手持稳定性,扩大了操作范围及灵活度,减少了长时间举臂疲劳和尺侧偏的产生,最终提高了腹腔镜手术工作的效率。     

基于改进高斯随机测量矩阵的切削力信号压缩感知方法

高速加工过程中，依据传统Nyquist-Shannon采样定理进行信号采集通常会面临海量数据的存储、传输和处理难题。基于压缩感知理论提出了一种切削力信号采集新方法，实现信号压缩式采集。选择高斯随机矩阵作为基础测量矩阵，并结合近似正交三角分解和最小相关系数法对高斯随机矩阵进行重新设计，提高其压缩测量性能，再借助高效的压缩采样匹配追踪算法从测量值中恢复得到原始切削力信号。实验结果表明，改进的高斯随机测量矩阵具有更高的重构精度和稳定性，所提出的压缩感知方法在保证切削力数据重构效率和精度的同时，显著减少了数据量。     

Redesigned Surface Based Machining Strategy and Method in Peripheral Milling of Thin-walled Parts

Currently, simultaneously ensuring the machining accuracy and efficiency of thin-walled structures especially high performance parts still remains a challenge. Existing compensating methods are mainly focusing on 3-aixs machining, which sometimes only take one given point as the compensative point at each given cutter location. This paper presents a redesigned surface based machining strategy for peripheral milling of thin-walled parts. Based on an improved cutting force/heat model and finite element method(FEM) simulation environment, a deflection error prediction model, which takes sequence of cutter contact lines as compensation targets, is established. And an iterative algorithm is presented to determine feasible cutter axis positions. The final redesigned surface is subsequently generated by skinning all discrete cutter axis vectors after compensating by using the proposed algorithm. The proposed machining strategy incorporates the thermo-mechanical coupled effect in deflection prediction, and is also validated with flank milling experiment by using five-axis machine tool. At the same time, the deformation error is detected by using three-coordinate measuring machine. Error prediction values and experimental results indicate that they have a good consistency and the proposed approach is able to significantly reduce the dimension error under the same machining conditions compared with conventional methods. The proposed machining strategy has potential in high-efficiency precision machining of thin-walled parts.     

基于HyperWorks的发动机油底壳优化设计

油底壳是发动机表面辐射噪声的主要来源之一。利用HyperWorks软件,对发动机油底壳进行两种方式的优化,并比较其结果。通过对油底壳优化,提高了它的固有频率,减少其振动,从而避开了其与发动机之间的共振,为低噪声发动机的设计打下了基础。     

某柴油机油底壳仿真计算分析

本文利用ABAQUS结构仿真软件对某发电用柴油机油底壳进行模态、强度计算。在发动机实际运行工况下,油底壳底部为悬空状态,模态计算结果显示油底壳一阶模态距发动机点火激励频率点较近,低于激励频率的1.2倍,模态不满足设计要求;在发动机装配过程中,油底壳底部压在装配台上,发动机在上下方向三倍的重力加速度冲击载荷工况下,油底壳产生的应力最大值低于对应材料的屈服强度极限,强度满足设计要求。通过对油底壳两种状态下的仿真分析,验证和确保了油底壳结构设计的可行性,有效避免了发动机装配和实际运行过程中故障的发生。     

油底壳飞石冲击分析与结构优化

为实现油底壳轻量化,本文设计了一款质轻、低成本的油底壳。首先通过Pro/E对油底壳进行有限元建模,再利用Abaqus对油底壳模型进行飞石冲击分析,根据飞石冲击分析结果,提出增加加强筋高度的优化方案。优化后的油底壳结构满足飞石冲击测试要求,且相比冲压钢板油底壳,本文设计的油底壳整体质量减轻59%,实现了轻量化设计。     

基于ANSYS的齿轮箱油底壳有限元建模和结构优化

介绍了有限元分析流程和优化计算流程,讨论了建模中应注意的几个问题,并以某船用齿轮箱油底壳为研究对象,在ANSYS中建立以壳单元为基本单元的油底壳有限元分析模型,分析了该油底壳的前10阶固有频率,并以第一阶自然频率为目标,对油底壳模型进行外形优化。