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隧道建设(中英文)

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基于ADAMS的全断面硬岩隧道掘进机主机耦合振动分析

王旭龙1,2朱晔1   

  1. (1. 大连交通大学 机械工程学院,辽宁 大连 116028

    2.天津职业技术师范大学 汽车与交通学院,天津300222

  • 出版日期:2020-07-20 发布日期:2020-07-20

Coupled Vibration Analysis of TBM Host System Based on ADAMS

WANG Xulong1, 2  ZHU Ye1   

  1. (School of Mechanical Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning, China; 2. School of Automobile and Transportation, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China)
  • Online:2020-07-20 Published:2020-07-20

摘要: 为了明确不同工况下的TBM主机振动耦合规律,本文基于Adams软件依据其结构装配关系和力传递关系,对TBM主机节点进行创新划分,引入非线性弹簧元件对油缸、轴承和齿轮啮合进行非线性等效,建立TBM主机非线性耦合动力学模型,并详细计算了结构本身的刚度和结构间的连接非线性刚度。根据掘进地质条件,定义了三种典型刀盘载荷,并对三种载荷下的振动进行了分析。结果表明:1)在全推力工况下,主机关键结构的振动最大,为低频的受迫振动,机头架的振动横向和纵向受到齿轮的耦合作用,在150Hz左右的频率上存在耦合振动; 2)刀盘轴向最大加速度幅值为2.5g,从刀盘到主梁,机头架的振动衰减了25%左右,主梁前段振动衰减了55%左右,与已有全推力工况下实测接近,证明仿真方法是正确的。通过对其他两种典型工况的振动规律分析,可以为实际掘进过程中的设备提供理论支持。

关键词: TBM主机, ADAMS, 非线性多体动力学, 耦合振动, 时频分析