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盾构机的生产技术附加值高、制造工艺复杂,现在国际上只有欧美和日本的几家企业能够研制生产。我国盾构机的制造技术与国外相比,在适应性设计、系统集成技术和关键元配件的生产制造、模型试验与系统仿真等方面,仍存在着一定的差距。目前国内对泥水平衡盾构机的研究多集中在几个相对独立的领域内,而关于泥水平衡盾构机整体特性的研究却相对较少,其原因在于这类研究常需要进行盾构现场实验或物理模型实验,而实验所需的设备投资较大,极大地限制了研究的开展。因此泥水平衡盾构机的分析与设计只能过多地依赖于工程经验。大型虚拟现实系统价格比较昂贵,因此架构一种成本低廉的仿真系统,对中国的中小盾构机企业尤为必要。本论文基于分布式虚拟现实技术,结合了VRML语言的交互性和Java/JavaScript语言的网络优越性,开发了一种运行于WEB的TBM功能仿真系统,避免了网络产品发布形式单一以及增强现实仿真系统价格昂贵等缺点。论文的研究工作包括以下几个方面：(1)研究了基于WEB的交互虚拟环境的构建方法,研究利用以HTML页面作为运行载体,以Java/JavaScript作为运算核心并以VRML作为图形显示核心的整体来开发系统,来找到并掌握基于WEB的虚拟环境构建方法,为虚拟制造找到一种相对高级而低成本的交互手段。(2)建立了对TBM的运动演示、虚拟装配和挖掘仿真等三大功能的仿真系统。该系统可以三维地模拟TBM的运动和挖掘过程,仿真画面逼真、功能强大,如身临其境,加深了客户对产品性能的全面认识。(3)深入学习了盾构机的挖掘特点,运用Solidworks建立了某泥水平衡盾构机的三维模型,研究了采用Deep Exploration实现了该模型从Solidworks数据结构向VRML数据结构的转换转换及处理方法。(4)利用ANSYS有限元分析的多功能性,结合Workbench的可视化功能,分析了不同的地质环境下,盾构机不同的掘进参数,对刀具和刀盘寿命的影响,得到了疲劳曲线。对挖掘同类型地质过程中,对不同掘进参数的选择有一定的指导意义。