张凯之
- 作品数：6 被引量：50H指数：5
- 供职机构：上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 复合地层中掘进的盾构机刀盘动态驱动转矩研究被引量：11
- 2010年
- 复合地层掘进扭矩载荷突变是造成盾构机掘进过程中堵转停机的直接原因,考虑盾构机刀盘驱动变频调速电机特性、转矩传递过程中齿轮啮合刚度及齿侧间隙等非线性因素,建立冗余驱动的盾构机刀盘切削系统机电耦合动力学模型;针对典型复合地层地质条件,对盾构机在上软下硬地层掘进过程中刀盘驱动转矩动态特性进行仿真分析。结果表明,在软土体积百分比为70%复合地层中,掘进扭矩载荷显著高于50%软土百分比复合地层;盾构机在由50%软土百分比地层掘进进入70%软土百分比地层过程中,刀盘驱动电机负荷瞬间增大,甚至超出其工作极限,电机无法稳定工作,容易导致堵转发生,该结果可以部分解释我国昆明上公山隧道施工中频繁出现堵转事故的原因,为盾构机复杂地质条件下顺应性设计提供指导。
- 张凯之余海东来新民
- 关键词：盾构机复合地层非线性堵转
- 复合岩土掘进时盾构机冗余驱动推进系统的分组策略被引量：3
- 2011年
- 面向盾构机在复合岩土层掘进波动载荷特性,对其冗余驱动推进系统采用不同的分组策略是盾构机机械系统顺应性设计的一种重要方法。以某典型复合式盾构机为对象,建立复合式盾构机掘进过程中刀盘载荷等效模型,采用并联机构力传递方程,建立考虑盾构机切削机理和机械系统的Matlab/Simulink仿真模型,分析复杂地质条件下掘进时冗余驱动推进系统不同分组策略下载荷传递特性,提出基于地质务件的推进系统分组策略,为盾构机顺应性设计提供指导。
- 邵鑫余海东张凯之王皓
- 关键词：盾构机冗余驱动
- 盾构机复合岩土层掘进刀盘弯矩特性分析被引量：10
- 2010年
- 针对盾构机在掘进过程中上软下硬的复合地质结构,建立了其刀盘截面圆模型,基于单个切削刀和盘形滚刀的切削机制,建立了复合岩土层掘进时刀盘平面内总弯矩分析模型,分析了与刀盘接触的撑子面内,不同软土面积分数的复合地质条件下,刀盘旋转掘进过程中的弯矩动态特性.结果表明:刀盘平面内2个方向的弯矩与刀盘旋转角分别呈正弦和余弦曲线关系;弯矩波动振幅随撑子面内软土面积分数的增加而降低;当刀盘截面圆内软土面积分数为50%时,其弯矩最大.
- 曾晓星余海东张凯之王皓
- 关键词：刀盘
- 盾构机主轴回转支承轴承刚度及变形特性研究被引量：14
- 2011年
- 基于赫兹接触算法和轴承载荷等效模型,建立含三排圆柱滚子的回转支承有限元分析模型。采用显式算法,分析在径向载荷与倾覆弯矩载荷以及轴向载荷与倾覆弯矩载荷耦合作用下的轴承刚度和周向变形特性,并对轴承在突变载荷下的动刚度特性进行了讨论。结果表明,考虑接触的非线性,轴承的径向刚度随着载荷的增大而非线性增大,轴向刚度随载荷的增大而非线性减小。在轴向载荷与倾覆弯矩耦合作用下,轴向刚度对倾覆刚度影响不明显;刚度动态特性与载荷作用的时间相关;在倾覆载荷作用下,轴承沿周向在各个滚柱支承位置应力和变形分布不能用简单的余弦函数来描述。研究结果对盾构机在复杂地质条件下掘进时冗余驱动各电机的位置设计及同步性控制具有指导意义。
- 余海东丁晟张凯之王皓
- 关键词：盾构机回转支承刚度赫兹接触
- 全断面盾构机异质岩土掘进载荷等效模型研究被引量：8
- 2010年
- 由于岩土结构的变化,全断面盾构机在掘进过程中推进力和扭矩需要进行适当的顺应性设计以获得良好的掘进效率,以减少刀具磨损和损伤破坏事故的发生。针对盾构机在掘进过程中遇到的典型地质结构,建立地质结构的圆形百分比模型,分析刀盘上不同刀具在掘进过程中载荷受力,建立不同刀具及总扭转载荷的数学表述方法,基于该方法对盾构机在异质岩土结构中旋转时刀盘总扭矩随旋转角度的变化特性进行研究,结果表明,在软岩与硬岩比例大约为30%时刀盘的扭矩载荷波动最大,容易造成刀盘堵转及损伤事故,该可以解释云南上公山隧道掘进时频繁堵转产生机理,为异质岩土掘进时盾构机冗余驱动电机的顺应性设计提供指导。
- 曾晓星余海东王皓来新民张凯之
- 盾构机冗余驱动回转系统动态特性研究
- 盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，它广泛地应用于城市地铁、公路隧道等隧道工程之中。国产盾构机于地下施工作业时，其回转系统常常发生刀盘堵转，极端情况下甚至出现电机传动轴断裂等重大事故，导致无法连续施工作业，造成巨大的经济...
- 张凯之
- 关键词：盾构机冗余驱动多点啮合回转系统动态特性
