ф6.22m敞口式盾构前檐支护装置的设计与研究

前檐支护装置是敞口盾构的重要部件,主要作用是支撑隧道面上部,承载拱顶的土压力,避免上方土体的坍塌。以北京地铁6号线敞口盾构前檐装置为研究对象,介绍前檐支护装置的功能、结构、前檐推力计算及油缸选型。选取2种典型工况进行有限元分析,得到前檐的应力云图和位移云图,为前檐的设计和改进提供参考,同时提出改进措施,并进行改进。通过样机的试制及实际施工的检验,证明了前檐结构的可行性、可靠性。     

敞口式盾构关键技术与应用

为解决常规密闭式土压盾构在砂卵石、大漂石等地层中施工经常遇到刀盘被困而无法正常掘进的难题,STM063D1地铁用敞口挖掘式盾构机,采取敞开式挖掘,土体支护装置采用"帽檐式盾体结构+可伸缩前檐+可收放正面挡板"3种不同组合支护方式,螺旋机采用常压出土等技术。通过相应的部件试验检测以及整机试掘进试验,得出敞口挖掘式盾构工法相比土压盾构在特定的范围内能适应土体自立性好、基本不含水或降水的砂卵石地层的特点。敞口式盾构及相应工法值得在北京地区及全国范围推广应用。     

敞口式矩形顶管机设计与研究

为解决稳定地层中联络通道的机械化施工问题,研发敞口式矩形顶管机,并分别对敞口式顶管机在土体中的载荷分布特性、盾体静强度和挖掘臂的工作空间进行研究。1)基于普罗托基亚卡诺夫理论,研究敞口式矩形顶管机在土体中的载荷分布特性,构建盾体的受力模型。2)采用有限元法对盾体进行静强度分析,得到盾体的应力云图和变形量云图,验证盾体在强度和刚度方面符合设计要求。3)利用D-H 方法对挖掘臂系统进行运动学建模,得到挖掘臂末端在基坐标系中的位置矢量;应用蒙特卡洛法对挖掘臂的工作空间进行分析,得到机械臂末端的工作空间点云图。研究结果可为敞口式顶管机的结构设计和设备控制系统的搭建提供依据。     

挖掘装载机装载工作装置有限元分析

挖掘装载机是一种新型工程机械,其装载工作装置是特殊八杆机构.模拟了动臂油缸、翻斗油缸模型和工作装置的有限元模型,对工作装置在正载及偏载工况下进行有限元分析,得出动臂应力分布图,从而找出动臂结构上的最大应力分布区,为产品改进设计提供依据.     

敞口式盾构在北京地区的适用性分析

通过介绍敞口式盾构主要结构、工作原理、施工步骤,结合敞口式盾构确保开挖面土体稳定,具有较好的经济性、进度指标、特殊应对功能及风险应对能力等特点,对敞口式盾构针对北京地区地层条件的适用性进行了研究分析,认为敞口式盾构在北京地区隧道施工具有一定的适用性,并值得推广。     

FSEC赛车电池箱结构强度有限元分析

针对FSEC赛事规则以及动力系统的需求,文章设计一种FSEC赛车电池箱体。在CATIA中建立电池箱体有限元模型,通过使用ANSYS workbench有限元仿真软件对其进行急加速、急减速、转弯、耐久等工况分析,得到电池箱体的变形云图、应力云图和疲劳交变应力云图,明确了最大应力值以及最大变形位置,为后续结构优化设计提供方向。利用ANSYS软件进行仿真驱动研发,极大提高了设计效率,促进了大赛的发展。     

济南市北园大街高架桥曲线墩仿真分析

采用ANSYS有限元软件对济南市北园大街高架桥曲线墩的几种工况分别进行力学仿真,并对相应的应力云图进行对比分析,得出曲线墩关键部位的应力分布。参考所得的结果,结合实际情况,对其普通钢筋和预应力钢筋的配置提出建议。     

某型货车车门下沉刚度分析及改进设计

利用Hypermesh软件对某货车车门进行有限元建模及下沉刚度仿真分析,得到车门应力、应变云图,进行该车门的下沉刚度试验,对比分析仿真结果和试验所得下沉变形数据,提出改进措施并计算验证。结果表明,车门有限元模型能反映实际结构的刚度特性,改进后的车门满足车门下沉刚度的要求,该方法为新车门的研发提供了依据。     

FSAE赛车车轮设计及静强度仿真分析

文章以Wonder7号铝合金车轮为研究对象,在CATIA软件中建立赛车车轮的三维模型,并导入到ANSYS Workbench软件中生成轮辋和轮辐的几何模型。根据计算极限工况下,对Wonder7号车轮进行受力分析,并对车轮的受力载荷进行确定。建立车轮的有限元模型并进行有限元分析。通过仿真得出车轮的受力分布云图,寻找出产品的结构缺陷及失效位置,得到车轮的等效应力云图和等效应变图。根据所得赛车车轮相应的应力分布情况,对其静强度进行了分析,为车轮设计提供了依据。     

分动器箱体强度仿真与测试对标的研究

以某款SUV车型的分动器为研究对象,研究分动器箱体强度的有限元仿真及台架测试方法,并完成两者应力对标。根据分动器实际工作条件,建立有限元理论模型,细化对标区域网格,忽略轮系的动力传递作用,直接由MASTA软件计算并导出轴承载荷后对箱体进行加载。其次,根据有限元分析结果,对比了四面体单元与膜单元节点应力的差异。同时,提取表面膜单元主应力大小和方向,确定应变测试位置及应变片粘贴方向。应力对标结果充分验证了仿真方法和仿真精度的可靠性,进而更好地驱动结构设计优化。     

深圳地铁2号线盾构机通过孤石的处理技术

该文论述了通过采取地面人工挖孔、劈裂地下孤石等措施,泥水盾构机成功通过孤石地段的处理技术,分析和讨论了盾构法隧道孤石处理的关键技术,为类似工程提供了宝贵的经验。     

盾构穿越富水大粒径漂石地层施工技术研究

北京地铁九号线玉渊潭区间在富水条件下穿越砾岩及卵砾、圆砾地层,该区域间分布有连续、粒径超过1 000 mm的漂石,可见漂石粒径有1 500 mm×1 700 mm,且区间隧道大部分处于高透水地层中。为保证盾构在施工过程中能安全、顺利掘进,通过分析常规破岩机制和盾构破岩机制,最终选择了尖锐划割挤压破碎机制。通过对盾构设备进行改进、设定盾构推进参数、掘进管理及其他辅助技术的改革,解决了用盾构刀盘、刀具连续破碎漂石、孤石等技术难题。通过对进度、刀盘刀具磨损情况等推进情况进行分析,并对盾构刀盘刀具的磨损情况等进行仿真验证,可知撕裂刀在解决漂石破碎、孤石等起了重要作用,最后对盾构设备及刀盘刀具的优化等提出了建议。     

基于数据增强和机器学习算法的盾构隧道引发地面沉降预测及应用

为解决地铁盾构隧道施工引起的地表沉降预测过程中数据样本不足、对数据预处理较为粗糙的问题，选取北京地区32个地铁盾构隧道施工引起的地面沉降数据作为数据库，采用合成少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique, SMOTE)算法对数据库进行扩增，并在此基础上选取BP神经网络(back propagation, BP)、随机森林(random forest, RF)、支持向量机(support vector machine, SVM)和K近邻(K-nearest neighbor, KNN)4种机器学习模型对沉降进行预测分析。分析结果表明： 1）经过预处理后的数据集预测能力显著增强，其中，KNN模型表现最佳，测试集平均绝对误差仅为1.60 mm； 2）采用KNN模型对北京轨道交通12号线西坝河—三元桥区间地层沉降进行预测，基于该模型预测值的Peck公式与实测值拟合度较高； 3）基于数据增强下的KNN模型对于盾构施工引起的地面沉降变形有良好的预测效果。     

盾构刀盘的有限元参数化建模及其分析

为快速进行盾构刀盘有限元分析,建立典型刀盘有限元模型建模系统,利用该系统实现了盾构刀盘自动建模和有限元分析,并进行了掘进过程的有限元仿真,得到了刀盘与掘进界面耦合作用下的动态强度、刚度,为刀盘的优化设计提供参考依据。     

盾构下穿北京地铁13号线望京西站站房基础变形及数值分析

随着盾构下穿既有构筑物的情形越来越多,盾构施工难免会对既有工程的安全使用和安全性造成一定影响。以北京地铁15号线关庄站—望京西站区间盾构隧道下穿13号线望京西站站房基础施工工程为实例,通过ANSYS有限元数值分析软件对土体注浆和未注浆工况下盾构下穿13号线望京西站站房基础的过程进行模拟,得出土体在注浆情况下既有结构的变形明显减小。将ANSYS有限元分析软件计算结果与现场监测结果进行比较,两者相差不大,验证了有限元分析软件的正确性,从而为今后盾构隧道穿越既有车站结构施工提供借鉴和参考。     

盾构同步注浆试验平台试验装置的设计

根据国内外现有的同步注浆试验平台试验装置,结合自身需要对土箱、推进装置和同步注浆装置等试验装置进行设计。从盾构内部同步注浆系统和盾构外部客观施工条件2方面入手,运用土力学、液压系统设计和盾构平台设计的相关经验数据,归纳出同步注浆平台中土箱、推进装置和同步注浆装置设计的一般方法,为搭建一套同步注浆平台提供了理论依据。     

浅埋盾构隧道施工对地层变形影响研究

以上海地铁6号线11标深源体育中心站—世纪大道站浅埋盾构隧道工程为依托，借助理论分析和有限元数值模拟等研究方法，从横向地表沉降与土压力分布的角度，重点分析了浅埋盾构隧道施工对地层变形和土压力分布模式的影响。