能量视角下的盾构机刀盘的结构变异重构设计

摘要：

为充分挖掘盾构机刀盘优化承载形态,在经典布局方案基础上进一步探索动力学承载结构变异重构机制,以显式拓扑优化方法为设计工具,驱动盾构机刀盘承载架构的变异与重构,结合能量有限元分析方法,通过引导并强化盾构机刀盘振动能量耗散,实现对结构动响应的抑制.针对某型土压平衡式盾构机刀盘结构进行了设计验证,结果表明:在相同开口率和载荷输入条件下,所设计的盾构机刀盘面板结构对比原始结构,平均变形量减小了 24.49%,最大应力降低了 41.34%,静力学性能得到提升;优化结构相比于原始结构,其能量柔度改善超过 22.0%,最大动响应降低7.8%,最小动响应降低 27.7%,动力学性得到有效提升.能量视角下的结构变异重构设计方法具有良好的工程应用价值,可为以盾构机为代表的大尺寸结构动力学设计提供一种新思路.

关键词：盾构机刀盘、结构变异、能量有限元、拓扑优化

所属期刊栏目：57

分类号：TH122

资助基金：国家重点研发计划2018YFB1700703

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：109-122