TBM振动监测模型

耦合动力学建模

该模型整合多自由度动力学仿真与全尺度现场数据,能捕捉滚刀振动与整机模态的非线性耦合,为掘进机健康诊断提供可靠基础。

Yongjian, Jiang · Wu, Hanyang · Hongwei, Li · Shiqiang, Huang · 许文珺 · 王冬云 · 霍军周

Mechanical Systems and Signal Processing 2026

参数信息

水平倾覆模态频率
17.4 Hz
垂直倾覆模态频率
19.2 Hz
贯入度阈值
5.8 mm/r
高频阈值
7.0 mm/r
边带簇频率
60.1 Hz

技术优势

频段归属明确

低频谱峰稳定对应整机倾覆模态,中高频段可归因于轴向平动模态受倾覆频率调制,边带簇则来自模态组合频率,使振动来源可追溯。

贯入度阈值可判

当贯入度超过5.8 mm/r时,特定中高频段(30–80 Hz)振动能量显著增强,为实时判断掘进状态提供指标。

高贯入特征显著

高贯入度(>7.0 mm/r)下产生的边带簇(如60.1 Hz)在振动能量中占主导,可作为识别高负荷工况的指纹。

传递路径量化

研究量化了从破岩到刀盘响应的振动传递路径,证明频谱特征与操作参数内在关联,为数据驱动诊断系统奠定基础。

应用场景