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全断面隧道掘进机刀盘系统现代设计理论及方法

样章
作者：
霍军周 孙伟 马跃 郭莉 李震 张旭 著
定价：
99.00元
ISBN：
978-7-04-046946-2
版面字数：
490.000千字
开本：
16开
全书页数：
暂无
装帧形式：
精装
重点项目：
暂无
出版时间：
2017-02-03
读者对象：
学术著作
一级分类：
自然科学
二级分类：
机械工程
三级分类：
机械设计及理论

本书主要介绍面向全断面隧道掘进机（TBM）刀盘系统的若干关键问题及其设计理论、方法与技术体系。全书共分9 章，包括绪论、滚刀群破岩机理及滚刀群多阶段受力预测模型、强冲击载荷下TBM 滚刀动态特性及新结构研究、TBM 刀群三维回转切削仿真与刀间距优化设计、滚刀群与盘体支撑结构耦合布置设计、性能驱动的刀盘盘体结构设计、面向可靠性和振动特性的TBM 主轴承结构设计、TBM 刀盘系统振动特性分析与掘进现场测试研究， 以及 TBM 刀盘设计系统开发。

本书贴合机械工程实际，内容丰富、系统。在隧道掘进工程领域，本书既可作为从事结构设计分析的科研和工程技术人员的参考书，又可作为高等院校高年级本科生、研究生的教学用书。

  • 前辅文
  • 第1章 绪论
    • 1.1 全断面隧道掘进机(TBM) 结构组成及工作原理
      • 1.1.1 TBM 发展历史
      • 1.1.2 TBM 结构组成及工作原理
      • 1.1.3 TBM 刀盘系统组成及关键技术
    • 1.2 滚刀破岩机理及受力预测模型研究现状
      • 1.2.1 滚刀与岩石相互作用机理
      • 1.2.2 滚刀受力预测模型
      • 1.2.3 滚刀受力现场实测
    • 1.3 滚刀结构设计研究现状
      • 1.3.1 滚刀磨损与制造工艺研究
      • 1.3.2 滚刀结构设计研究
    • 1.4 滚刀群布置设计研究现状
      • 1.4.1 滚刀群刀间距布置设计
      • 1.4.2 滚刀群平面布置设计
    • 1.5 刀盘盘体结构设计研究现状
    • 1.6 小结
    • 参考文献
  • 第2章 滚刀群破岩机理及滚刀群多阶段受力预测模型
    • 2.1 岩石力学性质
    • 2.2 岩石损伤现象及破坏机理
    • 2.3 滚刀破岩机理
      • 2.3.1 密实核破岩机理
      • 2.3.2 基于密实核理论的滚刀群多阶段空间复合破碎岩石机理
      • 2.3.3 基于密实核理论的滚刀群多阶段空间复合受力预测模型
      • 2.3.4 总体模型的表达
    • 2.4 小结
    • 参考文献
  • 第3章 强冲击载荷下TBM 滚刀动态特性及新结构研究
    • 3.1 滚刀的结构和承载形式分析
      • 3.1.1 滚刀的结构形式和类型
      • 3.1.2 滚刀的运动特性和力学特性
    • 3.2 滚刀系统耦合动力学模型研究
      • 3.2.1 滚刀弯– 轴– 摆耦合动力学模型
      • 3.2.2 振动模型动力学参数的确定
      • 3.2.3 动力学模型的求解
    • 3.3 滚刀系统动态特性研究
      • 3.3.1 滚刀系统固有特性分析
      • 3.3.2 内外激励下系统的动态响应分析
      • 3.3.3 侧向载荷系数对滚刀动态响应的影响
    • 3.4 滚刀轴承寿命预测及修形设计
      • 3.4.1 滚刀轴承动态载荷分析
      • 3.4.2 滚刀轴承疲劳寿命
      • 3.4.3 滚刀轴承修形设计
    • 3.5 新型滚刀结构设计及性能评价
      • 3.5.1 新型滚刀整体方案设计
      • 3.5.2 新型滚刀关键结构件设计
      • 3.5.3 新型滚刀装配工艺设计
      • 3.5.4 新型滚刀性能评价
    • 3.6 小结
    • 参考文献
  • 第4章 TBM 刀群三维回转切削仿真与刀间距优化设计
    • 4.1 不同切削模式下盘形滚刀切割岩石的三维模型
      • 4.1.1 中心滚刀三维切削模型的构建
      • 4.1.2 正滚刀三维切削模型的构建
      • 4.1.3 边滚刀三维切削模型的构建
    • 4.2 不同模式下刀间距优化设计
      • 4.2.1 刀间距优化模型
      • 4.2.2 数据统计
      • 4.2.3 结果分析
    • 4.3 安装角度优化设计
      • 4.3.1 安装角度优化模型
      • 4.3.2 数据统计
      • 4.3.3 结果分析
    • 4.4 不同模式下顺次角度优化设计
      • 4.4.1 顺次角度优化模型
      • 4.4.2 数据统计
      • 4.4.3 结果分析
    • 4.5 小结
    • 参考文献
  • 第5章 滚刀群与盘体支撑结构耦合布置设计
    • 5.1 滚刀平面布置的形式
    • 5.2 滚刀平面布置的技术要求
    • 5.3 不同滚刀群布置规则模型
      • 5.3.1 多螺旋线布置模式
      • 5.3.2 动态星形布置模式
      • 5.3.3 随机型布置模式
      • 5.3.4 基于工程实例的不同布置规则对比分析
    • 5.4 滚刀群布置与刀盘盘体结构耦合问题协同求解
      • 5.4.1 刀具布置与刀盘盘体结构耦合关系分析
      • 5.4.2 刀具布置与刀盘盘体结构耦合设计优化模型
      • 5.4.3 刀具布置与刀盘盘体耦合问题的协同求解方法
      • 5.4.4 工程实例验证分析
    • 5.5 小结
    • 参考文献
  • 第6章 性能驱动的刀盘盘体结构设计
    • 6.1 刀盘结构设计中的关键问题
    • 6.2 基于出碴性能的刀盘出碴槽结构设计
      • 6.2.1 离散元方法基本原理
      • 6.2.2 岩碴离散元微观参数的选取
      • 6.2.3 刀盘排碴系统离散元仿真模型
      • 6.2.4 基于出碴性能的刀盘出碴槽设计方法
      • 6.2.5 工程实例分析与出碴槽改进设计
    • 6.3 刀盘支撑筋结构改进设计
      • 6.3.1 支撑筋设计要求及改进思路
      • 6.3.2 岩碴生成量及运动规律分析
      • 6.3.3 选取L 形支撑筋设计参数
      • 6.3.4 新型支撑筋改进方案实例验证
    • 6.4 刀盘盘体结构拓扑与参数优化设计
      • 6.4.1 刀盘支撑筋结构拓扑优化设计
      • 6.4.2 刀盘盘体结构主参数优化设计
    • 6.5 基于可靠性的刀盘盘体结构轻量化设计
      • 6.5.1 结构可靠度理论及刀盘的强度和刚度可靠度计算方法
      • 6.5.2 基于支持向量机的TBM 刀盘可靠度计算
      • 6.5.3 基于可靠性的刀盘结构的优化设计方法
      • 6.5.4 工程实例验证
    • 6.6 小结
    • 参考文献
  • 第7章 面向可靠性和振动特性的TBM 主轴承结构设计
    • 7.1 主轴承载荷预测与应力谱编制
      • 7.1.1 主轴承结构及承载形式分析
      • 7.1.2 主轴承载荷谱计算模型
      • 7.1.3 复合岩层下掘进机刀盘载荷历程模拟
      • 7.1.4 主轴承静载荷分布分析
      • 7.1.5 主轴承应力谱预测
    • 7.2 主轴承系统疲劳可靠性分析模型
      • 7.2.1 结构疲劳可靠性基础
      • 7.2.2 结构强度非线性退化模型
      • 7.2.3 主轴承疲劳可靠性模型
      • 7.2.4 主轴承系统疲劳可靠性分析
    • 7.3 主轴承系统振动特性分析
      • 7.3.1 主轴承振动成因及危害分析
      • 7.3.2 主轴承振动形式分析
      • 7.3.3 主轴承动力学分析
    • 7.4 主轴承结构参数优化设计模型
      • 7.4.1 目标函数的建立
      • 7.4.2 边界约束的确定
    • 7.5 工程实例分析
      • 7.5.1 刀盘掘进载荷仿真
      • 7.5.2 主轴承应力谱编制
      • 7.5.3 系统的疲劳可靠度预测
      • 7.5.4 主轴承振动分析
      • 7.5.5 主轴承结构参数优化设计
    • 7.6 小结
    • 参考文献
  • 第8章 TBM 刀盘系统振动特性分析与掘进现场测试研究
    • 8.1 TBM 刀盘系统非线性时变动力学模型
      • 8.1.1 刀盘系统等效力学模型的建立
      • 8.1.2 等效力学模型中主要参数的确定
      • 8.1.3 刀盘系统分析模型的建立
    • 8.2 TBM 刀盘系统动力学方程求解及稳定性分析
      • 8.2.1 求解方法原理及求解过程简介
      • 8.2.2 刀盘系统固有特性研究
      • 8.2.3 刀盘系统振动特性分析
      • 8.2.4 稳定性分析
    • 8.3 不同因素影响下的刀盘动力学行为
      • 8.3.1 刀盘结构对刀盘动力学响应的影响
      • 8.3.2 其他参数对刀盘动力学响应的影响
    • 8.4 TBM 刀盘掘进现场振动测试研究
      • 8.4.1 刀盘掘进环境调研及传感器选型
      • 8.4.2 刀盘现场检测系统构建
      • 8.4.3 测试结果与理论模型相互验证
    • 8.5 小结
    • 参考文献
  • 第9章 TBM 刀盘设计系统开发
    • 9.1 系统架构
    • 9.2 系统功能模块划分
    • 9.3 系统功能模块交互界面设计
      • 9.3.1 项目信息
      • 9.3.2 岩石参数
      • 9.3.3 刀盘选型
      • 9.3.4 刀具选型
      • 9.3.5 刀间距优化
      • 9.3.6 刀间距设计
      • 9.3.7 施工预测
      • 9.3.8 平面布置
      • 9.3.9 结构分析
      • 9.3.10 推力扭矩
    • 9.4 工程实例验证
      • 9.4.1 项目信息
      • 9.4.2 岩石参数
      • 9.4.3 刀盘选型
      • 9.4.4 刀具选型
      • 9.4.5 刀间距优化
      • 9.4.6 刀间距设计
      • 9.4.7 施工预测
      • 9.4.8 平面布置
      • 9.4.9 结构分析
    • 9.5 小结
    • 参考文献
  • 致谢

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