TBM カッターヘッド メーカーの実際的な要件に基づいて、カッターヘッドの基本的な設計ワークフローが確立されました。地質学的トンネル掘削条件、カッターヘッドの構造パラメータ、運用上のトンネル掘削パラメータを統合することにより、カッター レイアウト、開口部構成、カッターヘッド本体設計などの主要な設計要素の計算モデルが開発されました。-これにより、TBM カッターヘッドの特定の地質環境への適応性を高めるための対応する設計手法の提案につながりました。-この設計ワークフローには、カッターヘッド本体のタイプ、カッターの配置、マックシュートの設計、およびサポート構造の設計の選択が含まれます。
実際の工学用途では、カッターの選択と主要な動作パラメータ (カッターの間隔、貫入深さ、推力、トルクなど) の決定は、一般的な地質学的条件に基づいて行う必要があります。 ANSYS などのツールは機械性能解析 (特に最大変形と応力レベルの評価) のシミュレーションを実行するために利用され、離散要素法 (DEM) シミュレーションは泥除去効率の解析に利用されます。さらに、BP ニューラル ネットワークと有限要素解析 (FEA) に基づくひずみ再構成手法--を適用して、TBM カッターヘッドの重要な位置でのひずみを監視することができるため、厳しい動作条件下でのひずみ監視に関連する課題に対処できます。
カッターヘッドの設計は、高硬度の岩層、水分が豊富な砂層、複合地盤など、複雑な地質環境に効果的に対処する必要があります。{0}{1}特に、石炭採掘で使用されるフルフェイス硬岩TBMのカッターヘッドの設計は、地下輸送と組み立ての要件によって課される特定の寸法と重量の制約に従う必要があるため、従来の硬岩TBMの設計とは異なります。設計革新は、特定のプロジェクトの要求を満たすために調整されることがよくあります。例としては、「コーカサス」硬岩TBMに採用された、同期トンネル技術やセグメント勃起技術、アクティブ関節システム、双方向回転カッターヘッドなどの対象を絞った設計機能-が挙げられます。-
