[發明專利]盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210173657.2
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114580102A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李興春;李興高
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳春芹

1.一種盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，包括：

獲取盾構機螺旋結構的物理參數；

根據所述物理參數，計算得到所述盾構機螺旋結構的螺旋摩擦剪應力扭矩；

根據所述物理參數，計算得到所述盾構機螺旋結構的螺旋軸的端面摩擦扭矩；

根據所述螺旋摩擦剪應力扭矩與所述螺旋軸的端面摩擦扭矩，計算得到所述盾構機螺旋結構的驅動扭矩。

2.根據權利要求1所述的盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，所述根據所述物理參數，計算得到所述盾構機螺旋結構的螺旋摩擦剪應力扭矩，包括：

根據所述物理參數，計算得到螺旋葉片平均螺旋角；

根據所述物理參數與所述螺旋葉片平均螺旋角，計算得到所述螺旋摩擦剪應力扭矩。

3.根據權利要求2所述的盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，所述物理參數包括：螺距、螺旋軸半徑、螺旋葉片半徑；所述根據所述物理參數，計算得到螺旋葉片平均螺旋角，包括：

根據所述螺距、所述螺旋葉片半徑與第一公式，計算得到螺旋葉片外緣螺旋角；其中，所述第一公式為：

其中，s為螺距，R為所述螺旋葉片半徑，為所述螺旋葉片外緣螺旋角；

根據所述螺距、所述螺旋軸半徑與第二公式，計算得到螺旋軸處螺旋角；其中，所述第二公式為：

其中，s為所述螺距，r為所述螺旋軸半徑，為所述螺旋軸處螺旋角；

根據所述螺旋葉片外緣螺旋角與螺旋軸處螺旋角，計算得到所述螺旋葉片平均螺旋角。

4.根據權利要求3所述的盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，所述根據所述螺旋葉片外緣螺旋角與螺旋軸處螺旋角，計算得到所述螺旋葉片平均螺旋角，包括：

根據所述螺旋葉片外緣螺旋角、螺旋軸處螺旋角與第三公式，計算得到所述螺旋葉片平均螺旋角；其中，所述第三公式為：

其中，為所述螺旋軸處螺旋角，為所述螺旋葉片外緣螺旋角，為所述螺旋葉片平均螺旋角。

5.根據權利要求3所述的盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，所述物理參數還包括螺旋葉片厚度、渣土流輸送角、等效剪應力和螺旋長度；

所述根據所述物理參數與所述螺旋葉片平均螺旋角，計算得到所述螺旋摩擦剪應力扭矩，包括：

根據所述物理參數、所述螺旋葉片平均螺旋角與第四公式，計算得到所述螺旋摩擦剪應力扭矩；其中，所述第四公式為：

其中，τ_e為所述等效剪應力，為所述螺旋葉片平均螺旋角，L₀為所述螺旋長度，e為所述螺旋葉片厚度，θ為所述渣土流輸送角，R為所述螺旋葉片半徑，s為所述螺距，T₂為所述螺旋摩擦剪應力扭矩。

6.根據權利要求1所述的盾構機螺旋結構的驅動扭矩計算方法，其特征在于，所述物理參數包括被動土壓力系數、渣土容重、埋深、螺旋軸與水平線之間的夾角、作用點與水平線間的夾角、作用點與螺旋軸軸心之間的距離；

所述根據所述物理參數，計算得到所述盾構機螺旋結構的螺旋軸的端面摩擦扭矩，包括：

根據所述物理參數與第五公式，計算得到所述作用點的土壓力；其中，所述第五公式為：

S_p＝k_p·γ.(H-sinα·f)·cosφ，

其中，k_p為所述被動土壓力系數，γ為所述渣土容重，H為所述埋深，α為作用點與水平線間的夾角，f為作用點與螺旋軸軸心之間的距離，φ為螺旋軸與水平線之間的夾角，S_p為所述作用點的土壓力；

根據所述物理參數與所述作用點的土壓力，計算得到所述螺旋軸的端面摩擦扭矩。