伴随着科学技术的高速发展以及地面土地资源的日益稀缺,开发与利用地下空间成为必然。硬岩掘进机(TBM)是地下隧道掘进常用的大型设备,相对于传统的钻爆法,其具有快速、优质、环保、安全等优点,被广泛用于铁路、公路、市政、水利建设等。硬岩掘进机是国家重大装备制造创新体系的重要组成部分,它反映了一个国家的综合实力和科技发展水平。硬岩掘进机利用刀盘旋转实现切割岩层,达到破岩掘进的目的,在出渣的同时,也能够对隧道进行支护,使得隧道全断面一次成型。硬岩掘进机在破岩掘进时,由于岩石的脆性特质以及刀盘的破岩机理,滚动破岩产生强冲击载荷会引起系统的剧烈振动,引起推进支撑系统载荷和动力学特性的不确定性,从而影响掘进工作效率。本文的研究对象为TBM撑靴,运用Solidworks建立了撑靴实体模型,在建模时尽可能忠于图纸,同时为了提高计算速度,对无关紧要部分进行了一定的简化。通过ANSYS对TBM撑靴进行了模态分析、谐响应分析、瞬态动力分析。本文的主要工作如下:(1)运用Solidworks建立TBM撑靴实体模型,通过有限元软件ANSYS对撑靴进行模态分析。了解撑靴的振动特性,得到了撑靴在两种典型工况下的前十阶固有频率和对应的固有振型,确定了谐响应分析及瞬态动力分析的关键位置。分析结果表明,在工况一下,撑靴变形集中在撑靴边角及耳座处,在工况二下,撑靴变形主要集中在撑靴边角。(2)对两种典型工况下的TBM撑靴进行了谐响应分析,得到了在周期性变化的简谐激励作用下,撑靴各个关键位置位移随简谐激励频率变化的频幅响应曲线。(3)以两种不同工况为例,对TBM启动时撑靴进行瞬态分析,得到了撑靴上各关键点在撑靴支撑方向X,主机掘进方向Z上随时间变化的位移、速度和加速度响应。