[发明专利]复合型土压平衡盾构刀盘CAD系统

摘要

本发明公开了一种复合型土压平衡盾构刀盘CAD系统，属于计算机软件领域，该系统基于Visual Basic 6.0对SolidWorks 2008进行二次开发，实现参数化建模，并调用UDEC 4.0、MATLAB 7.0和ANSYS Workbench 10.0进行自动分析与优化。系统包括：用户输入模块、基本功能模块、性能分析模块、优化设计模块和历史数据管理模块。用户输入地质参数和技术要求，系统自动结合开口设计、刀具选型和刀具布置理论，对复合型土压平衡盾构刀盘进行基本构型设计、刀具地质适应性选型、刀具优化布置、刀盘有限元受力分析和刀盘结构参数优化设计，最终获得目标刀盘的优化三维设计结果，系统自动存储用户输入数据和对应的设计结果。利用本发明可以快速建立地质参数和刀盘关键设计参数之间的对应关系，提高设计可靠性和设计效率。

主权项

一种复合型土压平衡盾构刀盘CAD系统，其特征在于该系统包括：(1)用户输入模块，用户输入地质参数和技术要求，其中地质参数包括：岩石抗压强度、抗拉强度、密度、弹性模量、体积模量、剪切模量、凝聚力、内摩擦角、膨胀角，软土单轴抗压强度、粘聚力、内摩擦角、水平侧压力系数；技术要求包括：开挖直径，刀盘转速，推进速度，最大扭矩，脱困扭矩，最大推力；(2)基本功能模块，系统结合开口设计、刀具选型和刀具布置理论，计算滚刀最优刀间距，确定滚刀、刮刀类型和布置参数，实现对目标刀盘进行基本构型设计、刀具地质适应性选型和刀具优化布置，通过参数化建模，生成目标刀盘装配图；(3)性能分析模块，系统对目标刀盘进行有限元受力分析，获得目标刀盘应力分布和变形分布结果；(4)优化设计模块，用户指定设计变量和优化目标，系统对目标刀盘进行结构参数优化分析，并根据优化后的结构参数修改目标刀盘装配图；(5)历史数据管理模块，系统自动存储用户输入的数据与对应的目标刀盘三维设计结果，用户也可以从该模块调用历史数据。