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西南交通大学学报 2024年

作者：黄鸿颖管会生母国旺罗毅谢元西南交通大学机械工程学院德阳城市轨道交通职业学院

为解决竖井全断面掘进机类“W”型刀盘滚刀布局困难的问题，基于离散元法研究滚刀安装排布参数对滚刀破岩效果的影响规律，通过粒子群优化算法得到滚刀整体布局优化方案。首先，分别建立掌子面凹陷区域处和锥面处滚刀组协同破岩的二维... 详细信息

为解决竖井全断面掘进机类“W”型刀盘滚刀布局困难的问题，基于离散元法研究滚刀安装排布参数对滚刀破岩效果的影响规律，通过粒子群优化算法得到滚刀整体布局优化方案。首先，分别建立掌子面凹陷区域处和锥面处滚刀组协同破岩的二维离散元模型；然后，研究不同布刀间距的凹陷区域处滚刀组协同破岩效果，揭示锥面处滚刀刀间距及安装倾角对岩石破碎情况、滚刀载荷和破岩效率的影响规律，以破岩比能为指标得到合理的锥面处滚刀刀间距和安装倾角；最后，分析确定星型布局方式是适合异型刀盘上滚刀的布局方式，并利用粒子群算法优化滚刀布局方案。研究结果表明：千枚岩地层中凹陷区域处应该缩小滚刀组的布刀间距；锥面处异型刀盘的滚刀采用垂直锥面安装方式时，岩石破碎效率更高；滚刀布局优化后的异型刀盘径向载荷减小24.07%，刀盘合力矩减少40.83%。研究成果可为竖井工程中异型刀盘的滚刀布局提供参考。

关键词：竖井全断面掘进机异型刀盘离散元法比能滚刀布局

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镶齿滚刀磨损寿命与破岩效率的多目标优化

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第3期56卷 1102-1112页

作者：黄鸿颖罗毅管会生江宁西南交通大学机械工程学院四川成都610031

在微风化花岗岩地层中盘形滚刀磨损严重,利用镶齿滚刀代替盘形滚刀进行破岩,需要保证镶齿滚刀拥有较长的磨损寿命及较高的破岩效率。为了解决这些问题,本文首先,建立镶齿滚刀破岩的受力模型和每环磨损量计算公式;然后,基于改进ACO算法... 详细信息

在微风化花岗岩地层中盘形滚刀磨损严重,利用镶齿滚刀代替盘形滚刀进行破岩,需要保证镶齿滚刀拥有较长的磨损寿命及较高的破岩效率。为了解决这些问题,本文首先,建立镶齿滚刀破岩的受力模型和每环磨损量计算公式;然后,基于改进ACO算法的多级罚函数构建镶齿滚刀多目标优化模型;最后,以镶齿滚刀最小每环径向磨损量、最小破岩比能、最长破岩距离及掘进机最大掘进速度为优化目标,进行镶齿滚刀整体模型的多目标优化,得出较优的镶齿滚刀齿数、齿高和贯入度。研究结果表明:镶齿滚刀每环磨损量中塑性磨损和脆性磨损的占比较大;以某个指标作为镶齿滚刀的单目标优化函数不能达到整体最优,需要用各单目标的最优值构建基于改进ACO算法的多级罚函数模型,得到整体最优值。微风化花岗岩地层中正面滚刀更适合采用镶齿滚刀,得到其优化参数组合,即齿数为36个、齿高为8mm和贯入度为4mm。

关键词：镶齿滚刀磨损寿命破岩效率多目标优化

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竖井掘进机真空气力出渣输送效率分析

引用

西南交通大学学报 2024年

作者：黄鸿颖罗毅管会生马海成西南交通大学机械工程学院中国铁建重工集团股份有限公司

为了提高竖井掘进机真空气力出渣系统的输送效率，需要解决出渣系统参数与岩渣参数不匹配而导致输送效率低下的问题，因此基于单因素分析法和正交试验法开展输送系统参数对出渣输送效率影响的研究。首先基于流体力学总结形成真空气力出... 详细信息

为了提高竖井掘进机真空气力出渣系统的输送效率，需要解决出渣系统参数与岩渣参数不匹配而导致输送效率低下的问题，因此基于单因素分析法和正交试验法开展输送系统参数对出渣输送效率影响的研究。首先基于流体力学总结形成真空气力出渣系统参数与压力损失的计算模型，确定出渣系统的关键参数。采用FLUENT软件模拟真空气力出渣过程，将岩渣出口速度和气体平均压降作为出渣输送效率的考量指标。采用单因素分析法研究出渣系统的管道内径、气体流速、岩渣粒径和岩渣密度四个因素对输送效率的影响规律。基于正交试验法开展出渣输送效率的多因素分析，并应用非支配排序遗传算法获得帕累托前沿解集。最后开展真空气力出渣系统的输送效率试验。研究结果表明：1）气体流速和岩渣粒径对岩渣出口速度的影响最显著，管道内径和气体流速对气体平均压降的影响最显著。2）气体平均压降与岩渣出口速度不能同时达到最优，岩渣出口速度值最小值为最佳经济输送点，得到输送参数优化组合为：岩渣粒径=10mm，管道内径=150mm，气体流速=40m/s。研究成果可为竖井掘进机真空气力出渣系统的施工应用提供参考。

关键词：掘进机真空流体力学输送效率正交试验

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竖井全断面掘进机异型刀盘的滚刀布局

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西南交通大学学报 2025年第3期60卷 704-713,730页

作者：黄鸿颖管会生母国旺罗毅谢元西南交通大学机械工程学院四川成都610031 德阳城市轨道交通职业学院四川德阳618400

为解决竖井全断面掘进机类“W”型刀盘滚刀布局困难的问题,基于离散元法研究滚刀安装排布参数对滚刀破岩效果的影响规律,通过粒子群优化算法得到滚刀整体布局优化方案.首先,分别建立掌子面凹陷区域处和锥面处滚刀组协同破岩的二维离散... 详细信息

为解决竖井全断面掘进机类“W”型刀盘滚刀布局困难的问题,基于离散元法研究滚刀安装排布参数对滚刀破岩效果的影响规律,通过粒子群优化算法得到滚刀整体布局优化方案.首先,分别建立掌子面凹陷区域处和锥面处滚刀组协同破岩的二维离散元模型;然后,研究不同布刀间距的凹陷区域处滚刀组协同破岩效果,揭示锥面处滚刀刀间距及安装倾角对岩石破碎情况、滚刀载荷和破岩效率的影响规律,以破岩比能为指标得到合理的锥面处滚刀刀间距和安装倾角;最后,分析确定星型布局方式是适合异型刀盘上滚刀的布局方式,并利用粒子群算法优化滚刀布局方案.研究结果表明:千枚岩地层中凹陷区域处应该缩小滚刀组的布刀间距;锥面处异型刀盘的滚刀采用垂直锥面安装方式时,岩石破碎效率更高;滚刀布局优化后的异型刀盘径向载荷减小24.07%,刀盘合力矩减少40.83%.研究成果可为竖井工程中异型刀盘的滚刀布局提供参考.

关键词：竖井全断面掘进机异型刀盘离散元法比能滚刀布局

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盾构掘进过程离散元仿真与交互作用分析

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隧道建设（中英文） 2021年第7期41卷 1132-1140页

作者：赵卫星管会生廖江中铁建昆仑地铁投资建设管理有限公司四川成都610040 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对成都砂卵石地层的特殊性给盾构施工带来的刀盘卡停、中心结泥饼、刀盘过度磨损以及螺旋输送机断轴等问题,采用离散元理论及分析方法,通过模拟砂卵石地层盾构掘进过程,对盾构掘进过程中土体运动规律和受力特征进行研究。得出:1)盾构... 详细信息

针对成都砂卵石地层的特殊性给盾构施工带来的刀盘卡停、中心结泥饼、刀盘过度磨损以及螺旋输送机断轴等问题,采用离散元理论及分析方法,通过模拟砂卵石地层盾构掘进过程,对盾构掘进过程中土体运动规律和受力特征进行研究。得出:1)盾构掘进过程中刀盘掌子面外围土体颗粒运动速度要高于刀盘中心土体颗粒;2)土舱中心和螺旋轴伸入土舱段左右两侧的土体运动速度较慢;3)刀盘掌子面土体及土舱内土体压缩力分布与刀盘旋转方向有关。利用EDEM与ANSYS耦合对刀盘及螺旋输送机进行有限元分析,得出:1)盾构掘进过程中刀盘的最大应力值为123.27 MPa,位于云腿与法兰盘连接处,最大变形量为1.69 mm,位于刀盘最外围的环形梁;2)螺旋输送机的最大应力值为59.01 MPa,位于土舱后隔板和螺旋输送机筒体连接处,最大变形量为0.49 mm,位于土舱和螺旋输送机筒体连接处附近的螺旋叶片外圈。

关键词：盾构砂卵石地层离散元掘进过程 EDEM与ANSYS耦合

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全断面掘进机刀具的谱系化设计及查询推荐系统研究

引用

现代隧道技术 2021年第5期58卷 213-220页

作者：黄鸿颖管会生赵康刘成西南交通大学机械工程学院成都610031

随着全断面掘进机技术应用的增多,掘进机刀具快速发展,不仅数量多而且种类和形式多种多样,虽然满足了各种地层的开挖需要,但也使得刀具的管理、查询、选择和设计工作变得十分复杂和困难,因此亟需建立掘进机刀具查询推荐系统并梳理掘进... 详细信息

随着全断面掘进机技术应用的增多,掘进机刀具快速发展,不仅数量多而且种类和形式多种多样,虽然满足了各种地层的开挖需要,但也使得刀具的管理、查询、选择和设计工作变得十分复杂和困难,因此亟需建立掘进机刀具查询推荐系统并梳理掘进机刀具谱系化设计思路。基于对刀具类型、特征和应用情况等信息的分析,从市场需求、产品特征、演化脉络3个维度建立了全断面掘进机刀具的谱系;然后根据刀具的特征谱系,提出全断面掘进机刀具的编码规则,设计了全断面掘进机刀具的编码结构;基于Microsoft Visual Studio建立了掘进机刀具查询推荐系统的Windows应用程序,包括刀具和工程实例查询模块、基于专家系统的全断面掘进机刀具推荐模块。研究成果不但有助于刀具制造商根据刀具的特征分类、刀具发展进程设计刀具,而且有助于工程技术人员运用查询推荐系统合理选择和配置刀具。

关键词：全断面掘进机掘进机刀具谱系化设计查询推荐系统

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基于BP神经网络的盘形滚刀磨损预测研究

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现代隧道技术 2021年第5期58卷 78-84页

作者：陈玉坤管会生周磊刘成西南交通大学机械工程学院成都610031 四川广正科技有限公司成都611430

为防止全断面掘进机滚刀磨损超限、减少刀具检修维护的费用,需要准确地对滚刀磨损进行预测。文章依据磨粒磨损机理和滚刀受力模型,推导了滚刀径向磨损量与贯入度、安装半径、刀盘转速间的数学模型;建立了基于BP神经网络的滚刀径向磨损... 详细信息

为防止全断面掘进机滚刀磨损超限、减少刀具检修维护的费用,需要准确地对滚刀磨损进行预测。文章依据磨粒磨损机理和滚刀受力模型,推导了滚刀径向磨损量与贯入度、安装半径、刀盘转速间的数学模型;建立了基于BP神经网络的滚刀径向磨损量预测模型,并采用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)分别对预测模型进行优化;以中国西北地区某TBM掘进工程为实例对预测模型进行验证。结果表明:以掘进机推力、滚刀安装半径和刀盘转速作为神经网络输入节点能较为准确地预测滚刀径向磨损,且该神经网络预测模型有较高的预测精度。最后基于GA-BP神经网络预测模型,采用MATLAB和C#混合编程的方法设计了该预测模型的人机交互界面。

关键词：盘形滚刀磨损预测神经网络图形界面化

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工程机械理论与设计

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2020年

作者：管会生

本教材内容包括岩土基本理论、工程机械基本理论与设计方法，典型工程机械三部分。岩土基本理论包括土的一般理论和岩石理论，介绍土的物理机械性质、土的切削理论、压实理论和岩石物理机械性质、岩石破碎理论。工程机械基本理论与方法... 详细信息

ISBN: (纸本)9787564372613

本教材内容包括岩土基本理论、工程机械基本理论与设计方法，典型工程机械三部分。岩土基本理论包括土的一般理论和岩石理论，介绍土的物理机械性质、土的切削理论、压实理论和岩石物理机械性质、岩石破碎理论。工程机械基本理论与方法包括轮式、履带式工程机械的行驶理论，工程机械牵引性能、工程机械的稳定性和工程机械设计方法。本部分首先介绍了工程机械的作业对象土与岩石的种类、特性、岩土的压实、切削、破碎的基本理论。再进一步介绍工程机械的行驶理论，工程机械牵引性能、工程机械的稳定性能，最后介绍工程机械的设计要求、设计过程和总体设计方法。典型工程机械部分从三个方面进行了介绍，即施工机械、铁路线路机械和专用工程机械。内容主要从设备的类型、基本工作原理、适用范围、典型结构、技术特点和主要技术参数选用方法等方面进行了阐述。

关键词：工程机械教材

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“数”字新解读

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计算机教育 2020年第5期 1-6页

作者：管会生兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州730000

用"数中自有千钟粟、数中自有黄金屋、数中自有颜如玉"重新解读和诠释汉字"数",重温数据可视化的先驱——南丁格尔的故事,并通过一部用大数据"算"出来的电视剧"纸牌屋"以及大数据助力新冠肺炎... 详细信息

用"数中自有千钟粟、数中自有黄金屋、数中自有颜如玉"重新解读和诠释汉字"数",重温数据可视化的先驱——南丁格尔的故事,并通过一部用大数据"算"出来的电视剧"纸牌屋"以及大数据助力新冠肺炎防控战"疫",阐述ABCDE时代数据科技领域最为基础的大数据技术,以及对当今社会、经济、文化的发展所起的"助推器"和"催化剂"作用。

关键词：大数据数据可视化数据科技数文明鸡冠花图防控战“疫”

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大数据催生“颐康互联网”

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计算机教育 2020年第10期 1-7页

作者：管会生兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州730000

首次提出"颐康互联网"的概念,并阐述大数据、5G建设和"颐康互联网"的有机联系。通过介绍网约医生与护士、虚拟养老院——"没有围墙的养老院"、老年开放大学、养老志愿服务积分储蓄银行、养老护理培训在... 详细信息

首次提出"颐康互联网"的概念,并阐述大数据、5G建设和"颐康互联网"的有机联系。通过介绍网约医生与护士、虚拟养老院——"没有围墙的养老院"、老年开放大学、养老志愿服务积分储蓄银行、养老护理培训在线教育平台等经典应用案例,展示"颐康互联网"未来美好的发展前景。

关键词：颐康大数据 5G 颐康互联网

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