[发明专利]盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，包括：

获取盾构机螺旋结构的物理参数；

根据所述物理参数，计算得到所述盾构机螺旋结构的螺旋摩擦剪应力扭矩；

根据所述物理参数，计算得到所述盾构机螺旋结构的螺旋轴的端面摩擦扭矩；

根据所述螺旋摩擦剪应力扭矩与所述螺旋轴的端面摩擦扭矩，计算得到所述盾构机螺旋结构的驱动扭矩。

2.根据权利要求1所述的盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，所述根据所述物理参数，计算得到所述盾构机螺旋结构的螺旋摩擦剪应力扭矩，包括：

根据所述物理参数，计算得到螺旋叶片平均螺旋角；

根据所述物理参数与所述螺旋叶片平均螺旋角，计算得到所述螺旋摩擦剪应力扭矩。

3.根据权利要求2所述的盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，所述物理参数包括：螺距、螺旋轴半径、螺旋叶片半径；所述根据所述物理参数，计算得到螺旋叶片平均螺旋角，包括：

根据所述螺距、所述螺旋叶片半径与第一公式，计算得到螺旋叶片外缘螺旋角；其中，所述第一公式为：

其中，s为螺距，R为所述螺旋叶片半径，为所述螺旋叶片外缘螺旋角；

根据所述螺距、所述螺旋轴半径与第二公式，计算得到螺旋轴处螺旋角；其中，所述第二公式为：

其中，s为所述螺距，r为所述螺旋轴半径，为所述螺旋轴处螺旋角；

根据所述螺旋叶片外缘螺旋角与螺旋轴处螺旋角，计算得到所述螺旋叶片平均螺旋角。

4.根据权利要求3所述的盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，所述根据所述螺旋叶片外缘螺旋角与螺旋轴处螺旋角，计算得到所述螺旋叶片平均螺旋角，包括：

根据所述螺旋叶片外缘螺旋角、螺旋轴处螺旋角与第三公式，计算得到所述螺旋叶片平均螺旋角；其中，所述第三公式为：

其中，为所述螺旋轴处螺旋角，为所述螺旋叶片外缘螺旋角，为所述螺旋叶片平均螺旋角。

5.根据权利要求3所述的盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，所述物理参数还包括螺旋叶片厚度、渣土流输送角、等效剪应力和螺旋长度；

所述根据所述物理参数与所述螺旋叶片平均螺旋角，计算得到所述螺旋摩擦剪应力扭矩，包括：

根据所述物理参数、所述螺旋叶片平均螺旋角与第四公式，计算得到所述螺旋摩擦剪应力扭矩；其中，所述第四公式为：

其中，τ_e为所述等效剪应力，为所述螺旋叶片平均螺旋角，L₀为所述螺旋长度，e为所述螺旋叶片厚度，θ为所述渣土流输送角，R为所述螺旋叶片半径，s为所述螺距，T₂为所述螺旋摩擦剪应力扭矩。

6.根据权利要求1所述的盾构机螺旋结构的驱动扭矩计算方法，其特征在于，所述物理参数包括被动土压力系数、渣土容重、埋深、螺旋轴与水平线之间的夹角、作用点与水平线间的夹角、作用点与螺旋轴轴心之间的距离；

所述根据所述物理参数，计算得到所述盾构机螺旋结构的螺旋轴的端面摩擦扭矩，包括：

根据所述物理参数与第五公式，计算得到所述作用点的土压力；其中，所述第五公式为：

S_p＝k_p·γ.(H-sinα·f)·cosφ，

其中，k_p为所述被动土压力系数，γ为所述渣土容重，H为所述埋深，α为作用点与水平线间的夹角，f为作用点与螺旋轴轴心之间的距离，φ为螺旋轴与水平线之间的夹角，S_p为所述作用点的土压力；

根据所述物理参数与所述作用点的土压力，计算得到所述螺旋轴的端面摩擦扭矩。