硬岩掘进机盘形滚刀载荷谱编制

论文摘要

全断面岩石掘进机生产于20世纪中叶。由于其在岩质地层施工中表现出来的优越性能,已经成为现代隧道建设中的重要施工设备之一。在国外,许多工程界和学术界的专家学者先后对其进行了深入研究,并取得了一定成果。而我国对其的研究还处于初级阶段,现行的《岩石隧道掘进机（TBM）施工及工程实例》中尚未列入疲劳内容,对于硬岩掘进机各部件,其疲劳强度必须经过专门的试验确定,但是,实验室内的试验很难模拟现场实际工况。因此,极大地限制了硬岩掘进机上各部件的疲劳寿命分析的准确性。所以,对硬岩掘进机盘形滚刀载荷谱研究对工程界具有重要的理论和现实意义。考虑上述问题,本文所作的主要工作如下：（1）分析了全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理,研究了其受力分析方法,并由此导出了针对硬岩掘进机盘形滚刀载荷谱编制的概率模型。（2）在分析Monte Carlo数字仿真方法基础上,提出了硬岩掘进机盘形滚刀载荷谱编制思想,并进行了可行性分析。（3）应用Monte Carlo数字仿真方法,并结合VC++程序语言实现了盘形滚刀载荷谱值的计算。（4）对Monte Carlo数字仿真产生的载荷值进行处理,然后完成了盘形滚刀载荷谱编制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外载荷谱研究状况
• 1.2.1 载荷谱
• 1.2.2 疲劳载荷谱研究现状和动态
• 1.3 全断面岩石掘进机国内外研究动态
• 1.4 课题来源及主要论文主要研究内容
• 第2章 盘形滚刀破岩机理
• 2.1 引言
• 2.2 盘形滚刀
• 2.2.1 盘形滚刀的形状
• 2.2.2 盘形滚刀结构
• 2.3 盘形滚刀破岩机理
• 2.3.1 岩石破坏机理
• 2.3.2 TBM盘形滚刀滚压破岩机理
• 2.4 本章小结
• 第3章 盘形滚刀的受力及工况分析
• 3.1 引言
• 3.2 硬岩掘进机工作原理
• 3.3 盘形滚刀的运动学特征和力学特征
• 3.3.1 运动学特征
• 3.3.2 力学特征
• 3.4 盘形滚刀受力分析
• 3.5 盘形滚刀工况分析
• 3.5.1 工况分析依据
• 3.5.2 典型工况介绍
• 3.5.3 盘形滚刀工况分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 Monte Carlo法仿真盘形滚刀载荷值
• 4.1 引言
• 4.2 盘形滚刀载荷值生成方法
• 4.3 载荷值产生方法的可行性分析
• 4.4 Monte Carlo方法产生盘形滚刀载荷值的步骤
• 4.5 硬岩掘进机盘形滚刀载荷值Monte Carlo法数字仿真
• 4.5.1 编程语言的选择及概率模型的建立
• 4.5.2 产生盘形滚刀载荷值的伪随机数产生和检验
• 4.5.3 伪随机数的精度估计
• 4.5.4 抽样方法的选择
• 4.5.5 Monte Carlo数字仿真的参数确定
• 4.6 Monte Carlo方法生成载荷值
• 4.6.1 Monte Carlo方法产生载荷值程序框图
• 4.6.2 载荷值计算
• 4.6.3 编制程序载荷谱
• 4.6.4 程序载荷值均值与理论均值的比较分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 盘形滚刀载荷值处理
• 5.1 引言
• 5.2 盘形滚刀载荷值计算机处理步骤
• 5.3 盘形滚刀载荷值的处理
• 5.3.1 盘形滚刀载荷—时间历程的压缩处理
• 5.3.2 盘形滚刀载荷值的统计计数和载荷幅值累积频数曲线
• 5.4 盘形滚刀载荷谱的编制
• 5.4.1 盘形滚刀典型载荷谱的工作时间
• 5.4.2 盘形滚刀典型载荷谱
• 5.5 本章小节
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附表