【摘 要】
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盾构施工技术是现阶段地下隧道施工的代表技术,而大型泥水平衡盾构机作为盾构施工技术的载体被广泛应用。但大型泥水盾构机常压换刀过程中存在着换刀频率高及人员安全性差等问题,大型泥水平衡盾构机常压换刀作业的流程亟待优化。基于工效学的优化方法可有效地改善常压换刀的作业效率及人员安全性,考虑到盾构机换刀舱空间狭小不利于研究的开展,构建基于工效学的常压换刀实验系统可实现对于常压换刀作业的深入研究,并促进大型泥水
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盾构施工技术是现阶段地下隧道施工的代表技术,而大型泥水平衡盾构机作为盾构施工技术的载体被广泛应用。但大型泥水盾构机常压换刀过程中存在着换刀频率高及人员安全性差等问题,大型泥水平衡盾构机常压换刀作业的流程亟待优化。基于工效学的优化方法可有效地改善常压换刀的作业效率及人员安全性,考虑到盾构机换刀舱空间狭小不利于研究的开展,构建基于工效学的常压换刀实验系统可实现对于常压换刀作业的深入研究,并促进大型泥水平衡盾构机常压换刀作业的优化。基于此,本文以大型泥水平衡盾构机常压换刀作业为研究对象,在深入分析盾构机常压换刀作业流程基础上,系统研究基于工效学的大型泥水平衡盾构机常压换刀作业优化方法,主要研究内容如下:（1）针对大型泥水平衡盾构机换刀舱空间狭小导致换刀效率低且人员安全性差等问题,基于工效学理论设计大型泥水平衡盾构机常压换刀作业实验平台,在深入系统分析常压换刀作业基础上,设计常压换刀工具的驱动系统,并对常压换刀作业空间进行了基于工效学的优化,为后续大型泥水平衡盾构机常压换刀作业的优化奠定基础。（2）针对大型泥水平衡盾构机刀具连接结构在常压换刀作业之前承受复杂变化负载导致结构稳定性差等问题,建立一种大型泥水盾构机刀具连接结构力学模型,应用ANSYS工具构建刀具连接结构分析模型,分析刀具连接结构在复杂负载条件下自身应力强度变化规律,提高刀具连接结构的稳定性。（3）针对大型泥水平衡盾构机常压换刀作业流程复杂人员作业强度大导致换刀效率低等问题,提出一种基于AR-MOEA算法的大型泥水平衡盾构机常压换刀作业优化方法,应用RULA理论与粗糙AHP-模糊综合评价理论分对常压换刀作业动作进行评估,建立常压换刀动作静态模型对评估结果进行验证,并提出AR-MOEA算法对常压换刀多目标优化模型进行求解,解决大型泥水平衡盾构机常压换刀效率低等问题。
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