EPB盾构螺旋输送机的参数多目标优化

作     者：陈怀远 陈江义 秦东晨 朱强 CHEN Huaiyuan;CHEN Jiangyi;QIN Dongchen;ZHU Qiang

作者机构：郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2023年第37卷第2期

页      面：158-165页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：郑洛新国家自主创新示范区首批创新引领型产业集群专项(181200210100) 

主　　题：EPB盾构螺旋输送机 离散元 NSGA-Ⅱ算法 熵权TOPSIS法 参数优化 

摘      要：为了提高EPB盾构螺旋输送机的输送效率,减小输送机螺旋体的磨损并降低运输过程中的功率损耗,结合离散元软件EDEM、NSGA-Ⅱ优化算法和熵权TOPSIS法,提出一种盾构用螺旋输送机结构参数优化方法。通过离散元软件EDEM按照设计好的正交试验进行仿真,得到输送机的质量流率、螺旋体平均磨损量和运行功率性能指标,并对仿真的可靠性进行验证。利用Matlab软件将仿真得出数据进行拟合,建立多个结构参数间的性能指标函数。采用NSGA-Ⅱ算法对螺旋输送机参数进行优化,得到Pareto前沿解集,并由熵权TOPSIS法确定最优解。结果表明:当螺旋输送机安装倾角为24.69°,螺距为613.25 mm,螺旋内径为696.34 mm,螺旋轴径为211.88 mm时,输送机整体性能最好,其他条件相同的情况下,质量流率提高了10.56%,螺旋轴磨损量减小了8.64%,功率损耗降低了6.41%。研究结果对EPB螺旋输送机的设计改进有一定的参考价值。