中国博士后科学基金(201003519)
- 作品数：8 被引量：127H指数：6
- 相关作者：夏毅敏谭青徐孜军刘川朱逸更多>>
- 相关机构：中南大学湘潭大学中国铁建重工集团有限公司更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金湖南省科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程建筑科学机械工程更多>>
- 盾构切刀顺次破岩机制的数值模拟研究被引量：6
- 2013年
- 在对盾构切刀顺次破岩实际工况提出合理简化的基础上,从岩土细观角度出发,采用颗粒离散元法建立了切刀破岩的二维数值模型,研究了两把盾构切刀顺次作用下的破岩机制和影响因素,并通过试验对切刀破岩过程中切屑堆积现象及破岩力学特性进行了验证。研究表明,刀具尖端的破坏作用最为明显;切削岩石时切削力随着切削行程不断波动,水平切削力大于垂直切削力;不同于单刀切削,切刀顺次作用时前刀刮过的岩面留下了大量残余裂纹,使得后刀所受的切削力减小;从切削性能来看,随着切削深度的增加,岩石破碎块度不断增大,切削力和裂纹数迅速增加,说明切深与切削力密切相关;切削试验观测到了切屑在前刀面堆积和切削力的波动现象,与数值模拟具有较好的一致性。
- 徐孜军谭青夏毅敏易念恩朱逸刘川
- 关键词：盾构切刀破岩颗粒流程序数值模拟
- 盘形滚刀切削单因素对切削力影响的研究被引量：6
- 2012年
- 采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,选择基于双失效准则的岩石连续动态损伤本构模型,建立盘形滚刀破岩过程有限元分析模型,动态模拟获得刀具受力特性。通过实验,验证了所建立的刀具破岩有限元分析模型的正确性和可行性。在大量单因素切削数值模拟的基础上,分析得到了刀刃角、刀刃宽度、过渡圆弧半径、切削深度以及切削速度等因素对切削性能的影响规律,为盘形滚刀结构设计、具体工况下工作参数的选择提供一定的参考依据。
- 薛静夏毅敏周易吴彩庭袁鹏飞
- 关键词：盘形滚刀数值模拟
- 一种盾构刀盘的有限元分析被引量：13
- 2012年
- 刀盘是盾构机的关键部件之一,主要用来完成对掌子面岩土的破碎剥离。根据某盾构刀盘的结构特点,建立其三维实体模型,并建立了刀盘相应的有限元计算模型,对刀盘在土压不平衡工况和土压平衡工况下的受力特性进行分析,得到了刀盘在各工况下的应力应变分布规律。分析结果表明,最大等效应力出现在牛腿与面板的交界处,同时牛腿与法兰盘以及面板与辅梁的连接处有较大的应力。最大应力为230 MPa,最大变形为2.098 mm。研究结果可为刀盘的结构设计和工程施工维护提供基础数据。
- 暨智勇
- 关键词：盾构刀盘有限元分析应力
- 盾构切刀作用下岩石动态响应机制的数值模拟研究被引量：21
- 2013年
- 为了研究盾构切刀作用下岩石的动态响应机制,从岩土细观角度出发,采用颗粒离散元法建立了岩石与切刀的二维数值模型,并对切刀破岩过程的影响因素进行分析。研究表明:切刀切削岩石的过程,是由数个小剪切和一个大剪切所组成的、不断循环的过程,它造成了切削力随着切削行程的不断波动;刀具尖端的破坏作用最为明显;切削力和裂纹数随着切削行程不断增大,裂纹的生成和扩展需要更大的切削力;从切削性能来看,正前角时岩屑更容易排出,切削效率更高;对切削力和裂纹数进行统计分析发现,切深比切削速度对破岩的影响更为显著。
- 谭青徐孜军夏毅敏李建芳朱逸刘川
- 关键词：盾构切刀破岩颗粒离散元数值模拟
- 复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统开发被引量：12
- 2012年
- 在结合盾构刀盘构型、开口和刀具布置规律等理论基础上,以三维软件SolidWorks为开发平台,以VisualBasic作为开发工具,开发了一种复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统。该CAD系统采用编程法与尺寸驱动法两种开发方式,设计了刀盘选型模块、开口设计模块、刀具选型模块和刀具布置模块等八个模块,实现对复合式土压平衡盾构刀盘、刀具进行三维参数化优化设计。针对某地铁施工工程需求,应用所开发的复合式土压平衡盾构刀盘CAD系统,设计了直径6.28m,开口率为32%,装配有滚刀35把,正面刮刀40把,边缘刮刀8把的刀盘。
- 夏毅敏卞章括暨智勇林赉贶罗德志
- 关键词：刀盘二次开发
- 盾构刀具破岩过程及其切削特性被引量：39
- 2011年
- 采用数值模拟技术并借助于大型有限元软件,选择在Ottosen四参数破坏准则基础上引入损伤因子的非线性弹塑性本构模型作为软岩的材料模型,建立盾构刀具切削软岩的二维简化模型,模拟破岩过程中裂纹的生成和扩展;建立三维有限元模型,分析切削力在整个切削过程中的变化,并通过试验验证仿真过程的可行性和有效性。研究结果表明:岩石的破碎过程和切屑的形成过程是由拉伸裂纹和剪切裂纹延伸而成;刀具的切削力与切削时间之间遵循波动变化关系,能够较真实地反映盾构刀具破岩过程中岩石的破碎动态响应过程;采用该方法研究刀具几何参数和切削参数对切削力的影响程度和趋势,为盾构刀具的最优化设计提供了参考依据。
- 夏毅敏薛静周喜温
- 关键词：刀具有限元分析
- 2种切削顺序下TBM刀具破岩机理的数值研究被引量：36
- 2012年
- 为研究切削顺序对全断面岩石掘进机(TBM)刀具破岩机理的影响,基于二维离散单元法,利用离散元仿真软件建立无围压条件下2把TBM刀具同时、顺次切削节理不发育岩石的仿真模型。在此基础上设计1组数值试验,模拟TBM刀具在不同刀间距下分别以这2种方式切割岩石时,岩石裂纹生成、扩展和岩石破碎块形成的全过程。最后,利用滚刀回转实验台对顺次加载方式下岩石的破碎模式进行验证。研究结果表明:切削顺序决定了岩石的破碎模式,但并不影响最优刀间距;当刀间距大于80mm时,顺次加载方式的破岩效率不再高于同时加载方式下的破岩效率;在2种加载方式下,岩石应力场的分布基本对称;破碎块的形成与侧向裂纹的交汇密切相关。
- 谭青徐孜军夏毅敏张魁
- 关键词：数值仿真
- 泥饼工况下盾构刀盘热-力耦合分析被引量：12
- 2013年
- 由于在渣粘土质中盾构刀盘中心泥饼的形成造成刀盘出现热损伤等失效,研究了在泥饼作用下刀盘在盾构掘进过程中的热-应力耦合问题,得出刀盘在泥饼作用下的温度场和热-应力耦合场分布规律。利用Solidworks和ANSYS软件建立了盾构刀盘三维有限元模型,结果表明:泥饼形成时,温度在短时间内急剧升高,导致热应力在同一时间内急剧增大到168.2MPa,最大热变形达到3.1mm,并且刀盘中心出现了翘曲现象。
- 谭青吕丹夏毅敏刘文华
- 关键词：盾构刀盘泥饼温度场
