敞口式盾构挖掘装置有限元分析及试验研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2014.03.017

隧道建设（中英文） ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (3): 280-285.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2014.03.017

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敞口式盾构挖掘装置有限元分析及试验研究

杨海涛

（北京市三一重机有限公司盾构公司，北京 102202）

收稿日期:2013-12-03 修回日期:2014-01-28 出版日期:2014-03-20 发布日期:2014-03-20
作者简介:杨海涛（1977—），男，河北定州人，2001年毕业于华北水利水电学院，机械设计及制造专业，本科，工程师，主要从事盾构研发及技术管理工作。

Finite Element Analysis and Tests on Digging Device of an Open Shield Machine

YANG Haitao

(Company of Tunneling Shield Manufacturing, Beijing SANY Heavy Machinery Co., Ltd., Beijing 102202, China)

Received:2013-12-03 Revised:2014-01-28 Online:2014-03-20 Published:2014-03-20

摘要/Abstract

摘要：

挖掘装置是敞口式盾构的重要部件，对敞口式盾构的作业性能起着决定性的作用。以北京市三一重机有限公司研制的首台敞口式盾构挖掘装置为研究对象，利用有限元软件，建立了挖掘装置有限元模型。选取铲斗挖掘模式和伸缩臂挖掘模式进行了强度和刚度分析，得到了挖掘装置的应力云图和位移云图，为敞口式盾构挖掘装置的设计和改进提供参考。对挖掘装置进行了应力测试，对仿真和测试结果进行了比较，验证了仿真结果的有效性。挖掘装置已成功应用于北京地铁6号线2期工程的实际施工中。

关键词: 敞口式盾构, 挖掘装置, 有限元分析, 铲斗挖掘模式, 伸缩臂挖掘模式

Abstract:

As an important component of an open shield machine, the digging device plays a decisive role in the working performance of the shield machine. Finite element model is established for the digging device of an open shield machine manufactured by Beijing Sany Heavy Machinery Co., Ltd. by using finite element program. Strength analysis and rigidity analysis are made on the digging device under the bucket digging mode and the extension boom digging mode, and the stress contour and displacement contour of the digging device are obtained, so as to provide reference for the design and optimization of the digging device of open shield machines. Stress test is made on the digging device, and the simulation results and the test results are compared, which verifies the validity of the simulation results. The digging device has been used in the construction of Phase 2 Project of Line 6 of Beijing Metro successfully.

Key words: open shield machine, digging device, finite element analysis, bucket digging mode, extension boom digging mode

杨海涛. 敞口式盾构挖掘装置有限元分析及试验研究[J]. 隧道建设, 2014, 34(3): 280-285.

YANG Haitao. Finite Element Analysis and Tests on Digging Device of an Open Shield Machine[J]. Tunnel Construction, 2014, 34(3): 280-285.

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Finite Element Analysis and Tests on Digging Device of an Open Shield Machine

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