异形盾构管片拼装机的虚拟样机设计与研究

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1、?0斡苓在本大七硕士学位论文异形质构營片拼裏机的遠似祥机论文题目设计与研究中山作者姓名精邊机械与精身仪学科专业梅涛敉援导师姓名二〇一五年五月完成时间硕士学位论文异形盾构管片拼装机的虚拟样机设计与研究作者姓名：郑中山学科专业：机械电子工程导师姓名：梅涛教授完成时间：二一五年五月二日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeDesignandResearchonVirtualPrototypeTechnologyofS

2、hapedShieldSegmentErectorAuthor'sName：：：中国科学技术大学学位论文原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研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：卸±签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门

3、或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口保密（年）作者签名：知签字日期：从「摘要摘要本文简要地介绍了盾构技术的发展及现状，以及论文的课题来源背景，并对虚拟样机技术的发展做了简单的概述。管片自动拼装机是盾构设备的重要组成部分之一，但异形盾构管片拼装机在国内研宄甚少。本文采用三维建模软件进行管片拼

4、装机的结构设计，并进行了一些关键部件与结构的有限元分析，再结合多体系统动力学软件对拼装机虚拟样机模型进行动力学性能仿真分析，主要完成以下几个方面的工作：分析管片拼装工作步骤，确定管片拼装机所要实现的自由度及功能，分析管片的划分与组合；根据功能需要详细设计管片拼装机的机械结构，建立管片拼装机的机构模型，并进行基础理论分析；运用建模软件对管片拼装机虚拟样机进行三维建模与检査；运用有限元分析方法，仿真分析关键部件的应力变形情况、特殊典型工况下的拼装小车结构受力以及行走横梁的模态振型分析；使用多体系统动力学软件进行机

5、构运动学与动力学仿真，分析拼装机虚拟样机在运行过程中的动力学特性，为以后的详细设计提供参考依据。本文的主要改进创新点是：本文所设计管片拼装机可以进行异形断面小尺寸空间作业，独特的双拼装小车对称结构可以独立进行左右两侧的管片拼装，且单独运动角度超过度，保证管片的所有位置角度都能达到，且结构形式与现有的拼装机产品大不一样。改进设计了新型的并联冗余机构，满足拼装机微调机构三自由度需要，并且使机构在重载下的刚性与稳定性更好。关键词：盾构机管片拼装机机构分析有限元分析动力学与运动学分析AbstractABSTRACTT

6、hisarticlebrieflydescribesthedevelopmentandcurrentsituationofshieldtechnology，；，，Abstractmeetserectorbodiesofthreedegreesoffreedomneededtofme-tuneandmakesthebodiesbecomebetteragencyrigidityandstabilityunderheavyload.KeyWords:shieldmachine,segmenterector,mec

7、hanismanalysis，目录目录摘要第章绪论盾构机的发展综述隧道盾构施工简述盾构机国内外发展状况管片拼装机的发展状况与特点课题研究的背景与意义课题研究的主要内容第章基于虚拟样机技术的管片拼装机设计虚拟样机技术的概述虚拟样机技术概念与特点虚拟样机技术的形成和发展应用管片自动拼装机工作环境与分块管片拼装机的设计要求管片拼装机的系统组成管片拼装机的设计性能要求与特点管片拼装机的机械结构建模管片拼装机的方案设计过程与建模拼装机的平移机构三维模型拼装机的回转机构三维模型拼装机的升降机构三维模型拼装机的微调机构三维

8、模型管片拼装机的整机检查本章小结第章微调并联机构的设计与理论分析串并联机构的特点与组合选择串并联机械手的机构选型并联机构的设计与分析求解目录拼装机机构的自由度分析机构的位置逆解方程机构的位置正解方程机构的速度映射方程机构的受力分析本章小结第章管片拼装机有限元分析有限元软件旳介绍概述关键零部件■析选择关键零部件的受力分析拼装小车典型工况分析拼装微调机构的仿真分析拼装机行走横梁的有限元模态分析模态分析的