TBM推进液压缸动态特性分析与结构参数优化

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1、中图分类号!旦132：51UDC621硕士学位论文学校代码!Q5三垒密级公五TBM推进液压缸动态特性分析与结构参数优化DynamicCharacteristicAnalysisandStructureParametersOptimizationofTBMHydraulicCylinder作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：邹伟机械工程液压动力学机电工程学院张怀亮论文答辩日期j业答辩委员会主席葺河∑中南大学二。一三年五月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的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。储签名：单嘿型年』月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：—自堕堑导师签名上臼论期：三型年』月上日亟±

3、堂僮论文撞蔓IBM推进液压缸动态特性分析与结构参数优化摘要：全断面硬岩掘进装备(TBM)是应用于硬岩地质的大型隧道施工设备，在破岩掘进过程中强振动问题十分突出。强基础振动对TBM推进液压缸的动态特性有重大影响。且目前TBM推进液压缸的选型和设计均依靠理论压力和流量要求，未考虑基础振动带来的影响。为探索基础振动对推进液压缸动态特性的影响规律，改善液压缸动态特性，提高TBM推进性能，完善液压缸选型和设计理论，本文开展的主要工作如下：1．基于环形缝隙流理论建立了有无基础振动下液压缸动态特性数学模型，并实验验证了模型的正确性。2．对比分析了有无基础振动下液压缸动态特性的差异，得到了不同轴向

4、基础振动参数下液压缸动态特性的变化规律。以压力波动幅值为无基础振动时压力的10％为失效临界值，确定了液压缸正常工作允许的振动幅值．频率组合范围，并提出了轴向基础振动下液压缸的选型准则及流程。3．单因素分析了轴向基础振动下液压缸动态特性随活塞直径、腔体长度、活塞宽度和缝隙高度的变化规律，并以压力波动幅值、最大油液内泄漏和活塞杆工作安全系数为响应值，对液压缸进行了结构参数的响应曲面法优化研究，确定了多个响应值同时满足工程实际要求的液压缸最佳结构参数组合，优化后的液压缸正常工作允许的振动幅值一频率组合范围拓宽了45％，并提出了轴向基础振动下液压缸的优化设计流程。图49幅，表5个，参考文献

5、62篇。关键词：基础振动；非对称液压缸；动态数学模型；结构参数；响应曲面法分类号：THl37．51Ⅱ亟±堂僮论文笪星S旦丛￡!DynamicCharacteristic／halvsisandStructureParametersOptimizationofTBMHydraulicCylinderABSTRACT：Full—facehardrocktunnelboringmachine(TBM)iSalargetunnelconstructionequipment，usedinhardrockgeology．S仃ongvibrationisprominentduringtheproc

6、essofrockbreakingandexcavation，whichhasasignificantimpactonthedynamiccharacteristicofthethrusthydrauliccylinder．ButtheselectionanddesignofTBMhydrauliccylindersusuallyrelyonthetheoryofpressureandflowrequirements，withoutconsideringtheimpactoffoundationvibrationatpresent．Inordertoexplorethefounda

7、tionvibration’Simpactlawontheasymmetrichydrauliccylinder，improvethedynamiccharacteristic，thepropulsionperformance，andcompletethetheoryofselectionanddesignofthehydrauliccylinder，theworkscarriedoutandrespondingconclusionsofthispaperareasf