基于Creo的刀盘参数化建模及设计导航系统开发

（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450016）

全断面隧道掘进机是一种客户定制化程度高的大型非标机械，包含机、电、软、液等多个复杂子系统，各子系统均需根据地质情况及客户需求进行针对性设计。为了更好、更快的响应市场发展和用户需求，急需通过模块化、标准化设计，实现设计数据复用，提升设计效率。国内外相关学者针对盾构建模方面研究多集中在Top-Down设计、有限元模型建立。游思坤[1]、孟晓宇[2]等针对土压平衡盾构Top-Down 设计建模进行了研究，提出盾构Top-Down 设计建模方法；潘伶伶[3]韩美东[4]等提出了TBM 刀盘有限元参数化建模方法，开发出TBM 刀盘有限元参数化建模分析系统，可实现TBM 刀盘有限元模型快速构建。

本文结合实际，以软土刀盘为例，通过刀盘结构分析，建立结构间参数关联关系，梳理模型之间的参数传递规则与逻辑，完成软土刀盘三维参数化建模，并基于Creo4.0 及VS2012 开发环境，开发了刀盘参数化设计导航系统，有效缩短了研发周期。

1 盾构刀盘简介

刀盘是盾构的最前端部件，也是和地层情况联系最紧密的部件。主要功能包括开挖掌子面岩土、刮渣及搅拌渣土等。不同地质采用不同的刀盘结构形式及刀具布置方式，刀盘及刀具的合理性直接影响设备掘进速度和效率，甚至关系到隧道施工项目的成败。刀盘主体结构设计是在满足强度、刚度要求前提下，配置合理的刀具及辅助部件，选取合适的开口率，以达到高效掘进。

2 盾构刀盘参数化建模

2.1 刀盘结构

刀盘是全断面隧道掘进机的重要组成部分，软土刀盘主要由刀盘大圆环、主梁、副梁、中心结构、加强环筋、扭腿与刀盘法兰等组成，如图1所示。……