多点冲击下tbm刀盘裂纹萌生—扩展全寿命预测

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1、犬遠拔大‘擎ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士奪位ｉ２文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾＂多点ＭＴｉｂｍ刀＃？萌生扩展机械制造及其自动化＿＿欧阳湘宇作者姓名一孙伟教授指导教师——！：ｆ＇—‘２０１５年６月答辩日期．拿，．．■－■Ｖ－Ａｒ；硕士学位论文多点冲击下ＴＢＭ刀盘裂纹萌生－扩展全寿命预测Ｃｒａｃｋ－ＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏａａｔｉｏｎＷｈｏｌｅＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅｔｉｍｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｐｇ－ｏｆＴＢＭ

2、Ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｉｍｐａｃｔｌｏａｄｓ作者姓名：欧阳湘宇学科、专业：机械制造及其自动化１学号：２２０４０６８指导教师：孙伟孝女技完成日期：２０１５．０６．０１大遠理工大含ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一

3、。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目；去Ｔ：４！、狄刘’＾０１６／５日作者签名：滅日期：２５年月〒大连理工大学硕士学位论文摘要随着经济社会转型，城镇化发展进入关键时期，地下空间的开发利用对于缓解地表ＴＢＭ空间紧张、完善基础设施建设具有深远影响，我国己成为硬岩險道掘进设备（）需求最大的国家，。刀盘系统是影响ＴＢＭ破岩效率的核心部件但现有刀盘的设计较少考虑疲劳寿命，强振动环境下刀盘裂纹的萌生与扩展将极大影响施工效率甚至带来安全隐

4、，患。因此开展刀盘疲劳全寿命预测研宄对于ＴＢＭ安全服役具有重要意义。在深入理解疲劳裂纹萌生和扩展寿命预测理论与方法的前提下，本文针对ＴＢＭ刀，通过理论计算，盘的疲劳全寿命预测问题、仿真分析和试验研究的方式开展了相关研宄具体工作如下：一（１）在分析刀盘受力特点的基础上，综合考虑计算精度和效率提出了种计算ＴＢＭ刀盘动应力的改进准静态法，使用这种方法计算了刀盘危险点和待测点的动应力。搭建了无线测试系统并对实际掘进工作中的ＴＢＭ刀盘应力进行了测试，测试数据与计．２８％算结果均值的差别仅为３％，变化范围的差距则有９．，考虑到现场测试的偶然性可

5、以表明改进准静态法计算刀盘动应力的有效性。（２）根据雨流计数方法对应力时间历程进行统计计数得到了应力幅值和均值的直－，根据数理统计理论拟合了幅值的分布函数编制了应力程序谱Ｎ曲方图，结合材料的Ｓ线和损伤累积准则预测了刀盘裂纹萌生寿命。并探讨了Ｍｉｎｅｒ准则和Ｃｈａｂｏｃｈｅ准则对萌生寿命的预测效果以及应力次序对萌生寿命的影响。研宄表明ａｂｏｃｈｅｅｒ，Ｃｈ准则比Ｍｉｎ－准则更加保守，低高分级谱作用下萌生寿命更长。（３）考虑到刀盘结构复杂难以计算应力强度因子幅，以及承受随机应力的特点，使用了短时间尺度裂纹扩展模型，开展了弱约束条件下稳态裂纹扩

6、展试验获得模型中的一裂纹张开角参数。为了验证模型的适用性从刀盘整体结构中抽取了典型子结构，按照定缩尺比设计了疲劳试验样件和预制裂纹，开展了刀盘子结构疲劳试验研究。最终将此裂纹扩展模型运用子预测某工程实际刀盘的裂纹扩展寿命预测。Ｉ关键词：ＴＢＭ刀盘劳寿命预测应力裂纹萌生裂纹扩展；疲；动；；ｉ－－１多点冲击下ＴＢＭ刀盘裂纹萌生－扩展全寿命预测Ｃｒａｃｋ－ＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＷｈｏｌｅＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅｔｉｍｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ－ｏｆＴＢＭＣｕｔｔｅｒｈｅａｄｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｉｍｐ

7、ａｃｔｌｏａｄｓＡｂｓｔｒａｃｔＷｅｃｏｎｏｍｃｓａａｎｓｆｏｍａｔｏｎａｓｃｏｍｅｔｔ．ｉｔｈｉｎｄｓｏｃｉｅｔｔｒｒｉｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｈｉｎｏｃｒｉｉｃａｌｅｒｉｏｄｙ，ｐＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｒｓｐａｃｅｉｓｏｆｐｒｏｆｏｕｎｄｉｍｐａｃｔｏｎｒｅｌｉｅｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｓｈｏｒｔｏｆｓｕｒｆａｃｅｓａｃｅａｎｄｉｍｒｏｖｉｎｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ．Ｃｈｉｎｉｔｔｈｅｐｐｇ