河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A460001) 作品数:10 被引量:31 H指数:4 相关作者: 王栋 张银霞 江志强 覃寿同 刘治华 更多>> 相关机构: 郑州大学 更多>> 发文基金: 河南省教育厅科学技术研究重点项目 国家高技术研究发展计划 河南省科技攻关计划 更多>> 相关领域: 金属学及工艺 机械工程 矿业工程 更多>>
TBM撑靴的结构强度分析及优化 被引量:1 2015年 以TBM中的撑靴结构件作为研究对象,在Solidworks中建立其简化的三维模型,并导入有限元软件ANSYS Workbench中,分析了撑靴结构件工作的应力状态。通过ANSYS Workbench分析可知,在球头与撑靴板之间添加凸台以及增大球头直径,能够显著减小撑靴结构件的工作应力,并且以球头直径和凸台高度作为设计变量对撑靴结构件进行了优化分析,确定了最佳候选点使得撑靴结构件的最大工作应力小于其许用应力,从而满足强度要求,为TBM撑靴结构件后续的设计提供了依据。 张银霞 江志强 王栋 覃寿同关键词:TBM WORKBENCH 强度分析 盾构机刀盘牛腿焊接过程的三维仿真 被引量:2 2015年 盾构机刀盘上牛腿部位在掘进过程中的焊缝及其周围部位的开裂及断裂直接影响施工效率和成本。在ANSYS有限元软件二次开发环境下建立了盾构机刀盘牛腿焊接三维模型,并采用双椭球热源模型建立了多层多道焊模型。采用"单元生死"技术数值模拟了牛腿焊接过程中的温度场和应力场分布及其变化规律,结果表明焊缝以及焊缝附近区域的应力水平较高,焊缝处的残余应力为较大的拉应力,其中纵向残余应力要远大于横向残余应力,远离焊缝的区域的应力主要由残余压应力组成,该结果为研究盾构机刀盘牛腿部位的焊接工艺提供了理论依据。 张银霞 郜伟 王栋 覃寿同关键词:盾构机刀盘 焊接过程 温度场 应力场 TBM撑靴系统异形轴的静力学分析 2015年 主要研究敞开式硬岩掘进机(TBM)中撑靴系统关键件异形轴,对其进行受力分析及外形设计后,通过在有限元分析软件ANSYSWorkbench里进行应力分析,验证其满足了设计工况的使用条件,这种方法为异形轴这类不规则形状零件的设计提供参考,为后续进行性能的改善提供理论依据。 段闪闪 覃寿同 王栋 张银霞 贺飞关键词:TBM 有限元 应力分析 TBM盘形滚刀破岩过程的数值研究 被引量:10 2016年 采用ANSYS/LS-DYNA对TBM(tunnel boring machine)滚刀切削岩石的过程进行动态模拟和动力学分析,研究了破岩过程中滚刀的受力情况和滚刀贯入度及滚动速度对切削力的影响规律.结果表明,当岩石单轴抗压强度为45 MPa时,滚刀承受的侧向力、滚动力及正向力的平均值分别约为0、0.45、4.5 k N,在该工况下滚刀的最佳贯入度及滚动速度分别为10 mm和3.6 r/min.研究结果为工程人员在次硬围岩的工况下设计工作参数提供了合理依据. 张银霞 江志强 段留洋 王栋 刘治华关键词:LS-DYNA 有限元仿真 TBM盘形滚刀淬火过程的数值研究 被引量:4 2015年 针对某型号TBM中材料为5Cr5Mosi V1的盘形滚刀,利用材料性能仿真软件JMat Pro得到了5Cr5Mosi V1的机械、热物理性能以及等温转变曲线(TTT)、连续冷却转变曲线(CCT)。在此基础上,运用热处理专业软件DEFORM,建立了TBM盘形滚刀淬火过程的数值模型,通过该数值模型分析了盘形滚刀淬火后的硬度场和组织场。仿真和试验结果对比发现:硬度场和组织场的结果基本吻合,数值模型准确可靠,为盘形滚刀淬火工艺的优化提供了参考意义。 江志强 张银霞 王栋 刘治华关键词:盘形滚刀 淬火 数值模拟 TBM滚刀刀圈用DC53钢淬火工艺的研究 被引量:6 2017年 制定了TBM(隧道掘进机)刀圈用DC53钢的热处理工艺:550℃×30 min、850℃×30 min预热→970/1000/1030/1060/1090℃×20 min淬火(60℃油淬)→550℃×1 h×2次回火。对比分析了不同温度淬火后的金相组织、晶粒度、硬度以及回火后的冲击韧度。结果表明,在1000~1030℃淬火,淬火马氏体组织较好,质量较高,综合力学性能最佳。结果能为DC53钢刀圈淬火工艺的优化提供参考。 陈欢 张银霞 郜伟 王栋 刘治华关键词:TBM 淬火 20CrNiMo十字轴渗碳淬火工艺的数值研究 被引量:1 2016年 利用热处理专业软件DEFORM对20Cr Ni Mo十字轴进行渗碳淬火工艺的数值仿真,分析了渗碳淬火后20Cr Ni Mo十字轴轴颈处的硬度场、组织场以及表层含碳量,并对相应十字轴产品的硬度场和组织场进行试验检测。对比仿真和试验结果发现,硬度场和组织场结果基本吻合,数值模型准确可靠,为后续十字轴渗碳淬火工艺的优化提供了有效方法。 江志强 张银霞 王栋 刘治华关键词:NI MO 十字轴 渗碳淬火 DEFORM Q345B厚板T型头CO_2气体保护焊温度场的数值模拟与分析 2015年 基于商用有限元软件ANSYS的APDL语言,选用适用于CO2气体保护焊的双椭球热源模型,建立Q345B厚板T型接头多层多道焊的有限元模型,采用单元生死技术,通过编制子程序逐层逐段地激活焊缝单元来模拟焊缝材料的填充过程,得到不同焊接速度下模型温度场的分布情况以及模型典型位置的热循环曲线,并通过实验验证了仿真结果,证明了焊接模拟的可靠性,为实际焊接过程分析提供一定的理论帮助. 王栋 肖波 宋志东 何宗海关键词:CO2气体保护焊 T型接头 温度场 42CrMo4钢切削表面残余应力研究 被引量:7 2014年 42CrMo4钢是一种应用广泛的高强度合金钢,用于制造盾构机保险轴等。但盾构机保险轴常常出现因残余应力引起提前疲劳失效的问题,影响其使用,因此对其材料42CrMo4钢进行了分析研究。利用工艺系统模拟软件DEFORM-3D中的切削仿真模块建立42CrMo4钢的切削模型并进行仿真分析,通过在仿真过程中改变各切削参数后对其表面残余应力的影响进行研究,得出切削三要素中对42CrMo4钢表面残余应力影响最大的是切削速度,其次为进给量,影响最小的为切削深度,为42CrMo4钢保险轴加工条件的选择提供理论依据。 王栋 林强 赵晶晶 张银霞关键词:残余应力 TBM机头架T形接头焊接温度场数值模拟 被引量:1 2015年 建立了TBM(全断面岩石掘进机)机头架关键部位T形接头焊接仿真有限元模型,利用ANSYS APDL单元生死技术,模拟了CO2保护焊焊缝材料逐步填充的过程,对Q345B厚钢板的T形接头多层多道焊的三维瞬态温度场进行了有限元分析,为焊接残余应力的预估以及焊接工艺规程的制定提供参考。 李荣鑫 覃寿同 叶恒宇 王栋 张银霞关键词:T形接头 CO2气体保护焊 温度场