盾构切刀切削过程热力耦合分析

王艳宜^1,2，谭青¹，夏毅敏^1,3，吕丹¹

1. 中南大学机电工程学院2. 常德职业技术学院机电工程系3. 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室

摘 要：根据热传导理论、弹性力学变分原理及热应力理论,并考虑了切刀材料热物理参数随温度的变化,建立了切刀切削的温度场模型。结合Solidworks和Ansys软件,对掘进参数和切刀几何参数对切刀在切削过程中的热-应力耦合问题以及掘进参数和切刀几何参数对切刀的温度场和热-应力耦合场分布的影响进行了研究。结果表明:切削速度、切深以及切刀前角都对盾构切刀切削温度和应力有影响,切削速度、切刀前角的增加,都会使切削温度和应力增加;切削速度升高,切刀刀面、后刀面温度和应力变化不同,前刀面减小,后刀面增加。

关键词：盾构;切刀;温度场;热力耦合;掘进参数;几何参数;