摘要：利用有限元仿真和实验研究,分析了异形全断面盾构偏心刀盘结构的受力情况,并进行了优化。首先通过有限元仿真方法研究了偏心刀盘堵转时的应力分布,发现轴承和止推螺母是强度薄弱环节。根据有限元分析结果,设计了相应的实验装置,对异形全断面盾构偏心刀盘进行了堵转实验,止推螺母被拉断。最后,结合有限元分析和实验结果,对偏心刀盘进行了优化,结果表明,通过改进的偏心刀盘,强度满足施工要求。本研究方法为复合地层下异形盾构偏心刀盘的结构设计提供了参考依据。

摘要：类矩形盾构采用双辐条式圆形大刀盘加两个偏心刀盘的组合切削形式,刀盘受力状态复杂。为了研究掘进过程中各刀盘推力的变化,提出了一种基于与有限元分析相结合的在线检测方法。首先建立刀盘推力和扭矩的计算模型,结合有限元分析确定胸板上应力测点的位置,得到刀盘推力和测点应力之间的关系。然后,搭建刀盘应力采集系统,获取盾构掘进过程中测点的实时应力状态,与仿真结果进行对比,推导出刀盘的实际推力以及推力在各刀盘的分布状态。实验结果表明:该方法可实时检测类矩形盾构施工时各刀盘的推力,为盾构机刀盘的结构设计和安全操作提供理论指导和参考依据。

摘要：为实时监控类矩形盾构偏心刀盘工作状态,提出一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络模型的在线故障预测方法。首先,利用现场检测的相关测量数据,建立“特征—故障”数据集;然后,利用最优权值与阈值由遗传算法获取的BP神经网络对数据集进行自我学习,构建工作期故障预测模型;最后,开发偏心刀盘监控系统,对刀盘工作状态进行在线预测。实验结果表明,GA-BP网络模型预测准确率达到93.3%,与传统BP网络模型相比提高6%。基于GA-BP网络的偏心刀盘在线故障预测方法可精准预测刀盘工作状态,满足应用设计要求,为盾构施工安全提供有力保障。