盾构镶齿滚刀参数确定方法及装置与流程

本发明涉及盾构滚刀设计，尤其涉及盾构镶齿滚刀参数确定方法及装置。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、盾构机广泛应用于隧道施工中，随着地下空间不断的纵深发展，对盾构机刀具破岩效率的要求也日益提高。镶齿滚刀因其具有良好的耐磨性、韧性以及地层适应性，在盾构刀具设计中的应用逐渐广泛。镶齿作为破岩单元，对其进行优化设计对提高镶齿滚刀破岩效率尤为重要。

3、随着计算机仿真技术的发展，数值模型方法被广泛应用于滚刀破岩研究中。然而现有对镶齿滚刀效率的研究多集中在单因素设计变量上，逐次只能对镶齿的某个设计因素进行优化，无法确定各个因素对破岩效率影响的主次顺序和程度，难以实现众多因素综合交叉影响下镶齿的优化设计。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种盾构镶齿滚刀参数确定方法，用以对镶齿滚刀进行参数化三维建模，确定最佳镶齿滚刀关键性齿形参数，提高破岩效率，该方法包括：

2、本发明实施例还提供一种盾构镶齿滚刀参数确定装置，用以对镶齿滚刀进行参数化三维建模，确定最佳镶齿滚刀关键性齿形参数，提高破岩效率，该装置包括：

3、本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述盾构镶齿滚刀参数确定方法。

4、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述盾构镶齿滚刀参数确定方法。

5、本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述盾构镶齿滚刀参数确定方法。

6、本发明实施例中，通过分别建立每种镶齿齿形的镶齿滚刀三维模型；根据多个镶齿滚刀三维模型，提取多个关键性齿形参数；根据多个关键性齿形参数和多个镶齿滚刀三维模型，建立多个参数化镶齿滚刀三维模型，其中，每个参数化镶齿滚刀三维模型对应一组关键性齿形参数；对多个参数化镶齿滚刀三维模型进行破岩仿真，确定不同关键性齿形参数对应的破岩比能；根据不同关键性齿形参数对应的破岩比能，确定镶齿滚刀的关键性齿形参数值。在上述过程中，本发明实施例对镶齿滚刀进行参数化三维建模，在保证计算精度的同时，提高建模效率，通过分析关键性齿形参数对滚刀破岩效率的影响，确定最佳镶齿滚刀关键性齿形参数值，从而提高破岩效率。

技术特征：

1.一种盾构镶齿滚刀参数确定方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镶齿齿形包括：楔齿、球齿、锥齿中的其中一种或任意组合。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，镶齿滚刀三维模型中仅保留外部刀圈。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，镶齿滚刀三维模型，建立多个参数化镶齿滚刀三维模型之前，还包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对多个参数化镶齿滚刀三维模型进行破岩仿真，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对多个参数化镶齿滚刀三维模型进行破岩仿真，确定不同关键性齿形参数对应的破岩比能，包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，按照以下公式，根据不同关键性齿形参数对应的滚刀切向载荷和破岩量，计算破岩比能：

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据不同关键性齿形参数对应的破岩比能，确定镶齿滚刀的关键性齿形参数值，包括：

9.一种盾构镶齿滚刀参数确定装置，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述镶齿齿形包括：楔齿、球齿、锥齿中的其中一种或任意组合。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，镶齿滚刀三维模型中仅保留外部刀圈。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括正交试验表确定模块，用于：

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，破岩比能确定模块，还用于：

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，破岩比能确定模块，具体用于：

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，按照以下公式，根据不同关键性齿形参数对应的滚刀切向载荷和破岩量，计算破岩比能：

16.如权利要求12所述的装置，其特征在于，正交试验表确定模块，具体用于：

17.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法。

19.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种盾构镶齿滚刀参数确定方法及装置，其中该方法包括：分别建立每种镶齿齿形的镶齿滚刀三维模型；根据多个镶齿滚刀三维模型，提取多个关键性齿形参数；根据多个关键性齿形参数和多个镶齿滚刀三维模型，建立多个参数化镶齿滚刀三维模型，其中，每个参数化镶齿滚刀三维模型对应一组关键性齿形参数；对多个参数化镶齿滚刀三维模型进行破岩仿真，确定不同关键性齿形参数对应的破岩比能；根据不同关键性齿形参数对应的破岩比能，确定镶齿滚刀的关键性齿形参数值。本发明可以通过分析关键性齿形参数对滚刀破岩效率的影响，确定最佳镶齿滚刀关键性齿形参数值，从而提高破岩效率。

技术研发人员：王珂,郭志凯,吴浩,曹培泽
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1