KCI등재
SCIE
SCOPUS
Multi-directional coupling dynamic characteristics analysis of TBM cutterhead system based on tunnelling field test
저자
Junzhou Huo (Dalian University of Technology) ; Hanyang Wu (Dalian University of Technology) ; Jing Yang (Dalian University of Technology) ; Wei Sun (Dalian University of Technology) ; Guangqing Li (Dalian University of Technology) ; Xiaolong Sun (Dalian University of Technology) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY(Journal of Mechanical Science and Technology)
권호사항
발행연도
2015
작성언어
-주제어
등재정보
KCI등재,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
3043-3058(16쪽)
KCI 피인용횟수
17
제공처
The core component, TBM cutterhead, bears a multi-directional impact load because of its direct contact with rock during tunneling.
Unreasonable cutter design and parameter set lead to severe vibration or abnormal injury during excavation, seriously affecting the efficiencyof the TBM tunneling. Therefore, study of cutterhead dynamics response under impact loads is one of the core content of TBMsystem design. TBM multi-degree-of-freedom coupled dynamic model contains different geological conditions, cutter speed, body mass,time-varying mesh stiffness, transmission error, etc. A method is proposed to solve the problem based on Newmark algorithm, whichfurther improves the solution efficiency. A tunneling field test was conducted, and the results verify the correctness of the model and thesimplified cutter system. The simulation results of the Dahuofang project show that: ① The calculation process of Newmark is simplified,the calculation speed increased 3-4 orders of magnitude higher than Runge-Kutta method, while the solving time was reduced from2.6e5 s to 155 s under the same precision; ② Compared with the results of two kinds of rock with compressive strength 150 MPa and95 MPa, the translational vibration amplitude ratio is 3.33 and axial vibration amplitude ratio is 2.08. It indicates that as the rock compressivestrength increases, the growth of the cutterhead’s vibration amplitude increase accelerated, rather than proportional increases;③ The vibration decreases along with the cutter speed becomes larger and the system becomes stabilized when the cutterhead speedturns into 4r/min. The cutter head speed clearly affects torsional, lateral and longitudinal vibration. The change rate has reached 0.53-0.61.
Therefore, TBM should choose the right cutter speed to avoid bearing damage, seal failure and other serious accidents; ④ The translationalvibration of components decreases with the components’ mass increase. It has the greatest impact on the horizontal and verticalvibration of the big ring. The vibration changing rate of the big ring reaches 0.31. The big ring has almost no effect on the axial vibrationand overturn, but the energy consumed on rock cutting will be reduced as the mass increases. Body weight should be chosen reasonablyconsidering vibration,construction economy and internal excitation of parameters. The above conclusions provide a theoretical basis forTBM dynamics optimization design, vibration control and cutterhead architecture design.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
---|---|---|---|
2023 | 평가예정 | 해외DB학술지평가 신청대상 (해외등재 학술지 평가) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (해외등재 학술지 평가) | KCI등재 |
2012-11-05 | 학술지명변경 | 한글명 : 대한기계학회 영문 논문집 -> Journal of Mechanical Science and Technology | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-19 | 학술지명변경 | 한글명 : KSME International Journal -> 대한기계학회 영문 논문집외국어명 : KSME International Journal -> Journal of Mechanical Science and Technology | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1998-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 1.04 | 0.51 | 0.84 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.74 | 0.66 | 0.369 | 0.12 |
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