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内容简介

　　《盾构机设计及计算》围绕盾构机设计与计算展开，紧扣盾构机设计与施工中的关键问题，这也是编著该书的着力点。研究人员吸收了国内外盾构设计的相关理论，与工程实际紧密结合，内容具有针对性、先进性、实用性等特点，丰富了盾构机设计领域的研究成果与方法，同时也可为广大盾构机设计、施工运用、维修改造等研究人员提供参考。

作者简介

　　管会生，教授，工学博士。毕业于西南交通大学，1983年获得西南交通大学工程机械专业工学学士学位，1986年获得西南交通大学桥梁与隧道工程专业硕士学位，2008年获得西南交通大学隧道工程专业博士学位。
　　2010年以来历任西南交通大学机械工程学院工程机械专业教研室主任，西南交通大学机械工程学院工程机械系副主任等职，主要从事工程机械机械设计及理论，盾构、TBM掘进机及隧道工程机械技术。高速铁路施工、维护重大装备关键技术等方面的研究工作。近年来主持国家重点研发计划课题、国家科技支撑计划课题等纵、横向科研项目10余项，发表高水平科技论文40余篇。

内页插图

目录

1 盾构刀盘选型及设计相关理论
1．1 地层与刀盘选型
1．2 刀盘载荷相关理论
1．3 刀盘设计参数
1．4 刀盘与工作面相互关系分析

2 双模盾构刀盘选型及结构优化
2．1 双模盾构刀盘选型及地质适应性
2．2 双模盾构刀盘力学分析及结构优化
2．3 双模盾构刀具布置优化
2．4 刀盘自重引起的盾构栽头及刀盘偏心设计

3 刀盘轻量化设计
3．1 刀盘结构有限元分析
3．2 刀盘静力分析
3．3 危险工况分析
3．4 刀盘轻量化

4 滚刀磨损寿命预测与破岩仿真
4．1 滚刀失效形式及磨损机理
4．2 滚刀磨损模型及寿命预测模型
4．3 基于LS-DYNA滚刀破岩数值仿真
4．4 滚刀磨损与破岩效率多目标优化

5 主轴承设计研究
5．1 主轴承概述
5．2 主轴承荷载
5．3 主轴承结构优化设计
5．4 圆柱滚子结构有限元分析及优化
5．5 主轴承温度场分布分析
5．6 热应力耦合下的主轴承疲劳寿命研究

6 推进系统选型及布局方法研究
6．1 推进系统选型研究
6．2 双模盾构推进系统选型
6．3 基于推力均匀性的推进油缸布局研究
6．4 基于刚度特性的推进油缸布局研究
6．5 基于振动特性的推进油缸布局研究

7 盾构关键参数选型匹配
7．1 盾构主机设备配置
7．2 双模盾构关键参数的确定及配置
7．3 煤矿斜井双模盾构关键参数匹配关系

8 砂卵石地层盾构关键参数匹配
8．1 关键掘进参数
8．2 关键掘进参数相关性研究
8．3 基于神经网络的关键参数预测
8．4 关键掘进参数配置研究

9 刀具破岩试验装置设计研究
9．1 盾构刀具分类
9．2 刀具破岩仿真试验
9．3 试验装置方案设计
9．4 试验装置结构有限元分析

10 盾构下坡掘进载荷模型及栽头问题研究
10．1 盾构下坡掘进载荷分析
10．2 盾构机栽头成因
10．3 盾构机底部土体地基反力分布
10．4 栽头问题实例分析

11 关键部件可靠性及剩余使用寿命评估
11．1 基于性能退化的设备可靠性评估模型
11．2 刀盘面板可靠性及剩余使用寿命评估
11．3 螺旋轴评估可靠性及剩余使用寿命评估
参考文献

前言/序言

　　盾构隧道掘进机，简称盾构机（shieldmachine）。它是一种软土隧道掘进的专用工程机械。现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。
　　随着我国工程建设与城市地铁的快速发展，盾构机得到了广泛应用。从早期英国人发明和运用盾构施工技术后，经过近200年的发展，技术人员攻克了盾构设计制造和施工中的许多关键技术难题，使得盾构技术获得长足的发展。20世纪90年代以来，闭胸式泥水加压盾构机和土压平衡式盾构机成为世界范围内的主流产品。厂家可依据不同的地质条件、不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、满足各种特殊要求的盾构机，使得盾构机具有良好的适应性，极大地满足了用户的需求。
　　我国盾构机的设计、制造技术是在对国外先进技术的引进、消化吸收和再创新的过程中发展起来的，为实现自主创新，发展国家的装备工业水平，需要从盾构机的土机作用机理、设计理论、计算方法和设计手段上开展基础研究。本书是作者根据自己已有的研究成果、研究经历和实践经验，结合新街台格庙矿区、成都地铁等工程实际，针对盾构机施工和设计中遇到的问题，在刀盘、刀具、主轴承、推进系统等关键部件的优化设计，以及盾构机关键参数的匹配上展开的深入研究，对提高设计与施工质量有积极的意义。另外，为了保证盾构施工的安全、高效，对刀具破岩试验平台及关键部件的可靠性与剩余寿命进行了拓展研究，希望能够提高盾构机复杂工况下的可靠性和经济性。
　　本书围绕盾构机设计与计算展开，紧扣盾构机设计与施工中的关键问题，这也是编著本书的着力点。研究人员吸收了国内外盾构设计的相关理论，与工程实际紧密结合，内容具有针对性、先进性、实用性等特点，丰富了盾构机设计领域的研究成果与方法，同时也可为广大盾构机设计、施工运用、维修改造等研究人员提供参考。
　　在本书的编著过程中，研究生戈文昌、王默、谢友慧、戴文浩、杨延栋、韩勇、吴和北、熊艳梅、陶伟、贾权、张瑀、赵昌盛、曾文字、宋颖鹏等人为本书的编写和研究付出了努力和工作。
　　盾构机技术在国内起步较晚但发展迅速，这离不开广大从业人员的通力合作。盾构机的研究涉及很多学科，需要我们孜孜不倦地探索，书中存在疏漏和不妥之处，希望读者批评指正，以便共同努力，促进盾构机设计、制造技术的长足进步！

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