[发明专利]基于地基反应模量边界条件的盾体有限元仿真分析方法

摘要

本发明提供了基于地基反应模量边界条件的盾体有限元仿真分析方法，属于零件受力分析领域，包括第一步：对盾体三维模型进行简化并导入Ansys WorkBench中，给出网格划分尺寸；第二步：对盾体一圈推进油缸所支撑的位置施加盾体轴向的位移约束条件；第三步：对盾体外部与土体接触的表面施加切向约束，即限制盾体旋转运动的约束，用来模拟土壤摩擦对盾体旋转运动的限制；第四步：选择盾体外面，对盾体径向添加地基反应模量弹性边界条件；第五步：对盾体结构有限元模型施加工况载荷；第六步：对盾体有限元模型进行求解，读取最大应力值及最大变形量。本发明能够更准确地模拟盾构机周围土体对盾体的约束条件，使得分析结构更加精准。

主权项

1.基于地基反应模量边界条件的盾体有限元仿真分析方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：对盾体三维模型进行简化并导入Ansys WorkBench中，检查接触面确认无误，添加网格划分方法为扫略网格，给出网格划分尺寸；第二步：对盾体一圈推进油缸所支撑的位置施加盾体轴向的位移约束条件；第三步：对盾体外部与土体接触的表面施加切向约束，即限制盾体旋转运动的约束，用来模拟土壤摩擦对盾体旋转运动的限制；第四步：.选择盾体外面，对盾体径向添加地基反应模量弹性边界条件，用来模拟周围土体对盾体径向位移的约束；第五步：对盾体结构有限元模型施加工况载荷，所述工况载荷包括拖车牵引阻力、刀盘工作所传递扭矩、刀盘及刀具受压所传递的轴向载荷、盾体沿隧道轴向摩擦粘附阻力、前盾切入土体的切入阻力、管片梁及管片拼装引起的载荷等，对所述工况载荷按照国标进行放大组合后施加于盾体有限元模型上；第六步：利用ANSYS求解器，对盾体有限元模型进行求解，得到盾体正常掘进工作工况的应力分布云图及变形云图，读取最大应力值及最大变形量。