基于BP神经网络的TBM刀盘关键位置应变重构

作     者：霍军周 葛利涵 张占葛 李高瑞 HUO Jun-zhou;GE Li-han;ZHANG Zhan-ge;LI Gao-rui

作者机构：大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024 

出 版 物：《东北大学学报（自然科学版）》 (Journal of Northeastern University(Natural Science))

年 卷 期：2023年第44卷第10期

页      面：1455-1463页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1306700) 辽宁省自然科学基金资助项目(2021-MS-300) 辽宁省教育厅科研基金资助项目(LJKZ0526) 

主　　题：TBM刀盘 特征子结构 应变重构 BP神经网络 实验设计 

摘      要：为解决恶劣工况下全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)关键主承力结构应变监测难、监测不准的难题,提出了一种基于BP神经网络和有限元分析的TBM刀盘关键位置应变重构方法.首先,通过静、动力学有限元分析确定了TBM刀盘关键位置,并提取了刀盘典型易损特征子结构.其次,基于有限元技术和实验设计(design of experiments,DOE)方法,分别进行了标准件和特征子结构多载荷下静力学有限元分析,并构建了载荷-应变数据库.最后,运用BP神经网络建立了标准样件和刀盘特征子结构的应变重构模型,并进行了标准样件的实验验证.结果表明,重构应变的平均误差为10%,验证了方法的可行性,为TBM刀盘复杂结构的应变重构提供了一种可行的方法.