面向掘进性能的盾构刀盘设计及评价方法研究

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1、面向掘进性能的盾构刀盘设计及评价方法研究TheDesignandEvaluationMethodResearchofShieldMachineCutterheadforTunnelingPerformance张佳媛大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

2、与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人元全思识到本戶明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。曰期：年6月丨>曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保I、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文二作的产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用+7工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有杈保留并向I家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查S和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的

3、全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国^:秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用彭印、缩旬或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学噇论文作者签名•’後如I■签名：广fL三期：7<年《月叱曰曰期：y/j•年<月/I曰分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：硕士学位论文面向掘进性能的盾构刀盘设计及评价方法研究TheDesignandEvaluationMethodResearchofShieldMachineCutterheadforTunnelingP

4、erformance学生姓名：导师及职称：学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：复杂机械系统设计申请学位级别：工学硕士论文答辩日期：2015年月日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要盾构机刀盘是我国装备设计制造领域的研究热点，随着隧道及地下交通的发展，盾构施工技术的应用日渐普遍。目前，国内尚没有完整的刀盘系统设计理论及设计流程，设计没有标准可依。同时，若采用不同的设计方法，设计出的盾构刀盘存在很大差异，面对服务于同一种地质的不同形式的刀盘，如何进行评价与分析，也是研究的热点和难点问题。本文在国家自然科学基金“盾构刀盘与岩土动态交互作用机理及刀盘

5、系统设计理论研究(51105048)”资助下，进行刀盘设计理论以及评价方法的研究，具体工作如下：1.基于面向系统设计的产品7D设计规划法，对刀盘的设计及评价过程进行总体规划。从产品的设计思想、设计环境两方面进行外部规划；确立保证刀盘功能、满足掘进性能的设计目标；制定满足“用户需求-功能-性能-评价检验”的设计步骤；确定从刀盘功能角度以及刀盘设计流程角度制定的设计内容；选用适合的设计方法；从设计质量评价与检验方面规划设计完成后刀盘的评价。2.根据影响刀盘各结构参数与控制参数因子确定的先后顺序，确定刀盘设计步骤，采用理论分析方法，对刀盘的结构、刀具布

6、局、控制参数等进行定量化设计。选取排土率、刀具寿命、挖掘面稳定性、刀盘扭矩、结构强度作为代表盾构机掘进性能的性能指标，以满足性能指标要求为标准，建立面向盾构机掘进性能的刀盘设计流程。以实际工程路段为例，利用该设计流程进行刀盘实例设计。3.利用模糊综合评价法，建立刀盘系统的评价模型。选取作为评价依据的性能指标，利用专家调查法确定各性能指标权重，得到模糊评价向量。利用仿真软件进行分析模拟，依据模拟结果得到性能指标的评价矩阵。采用四种模糊算子对模糊评价向量和评价矩阵进行运算，得到刀盘掘进性能的最终评价结果。关键词：刀盘；性能指标；掘进性能；设计流程；模

7、糊综合评价IAbstractCutterheadistheresearchfocusinthefieldofourcountry’sequipmentdesignandmanufacture,withthedevelopmentofthetunnelandundergroundspace,shieldtunnelingconstructiontechnologyhasbeenwidelyused.Atpresent,thereisnotacompletedesigntheoryorprocessforcutterheadsystemdesigni

8、nourcountryyet,andthereisnodesignstandardtofollow.Moreover,thereareg