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龙图腾网获悉中国铁建重工集团股份有限公司申请的专利一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115795724B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211456266.8，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法是由刘飞香;廖金军;吴士兰;蒋海华;凡遵金;胡及雨;朱伟设计研发完成，并于2022-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法，在步骤S1‑S2中获取的参数经步骤S3采用离散元软件处理后构建成土体离散元模型；在步骤S4中采用离散元软件对导入土体离散元模型中的盾构机三维模型设置运行参数并运行仿真，获取仿真结果；在步骤S5中，将仿真结果作为载荷输入条件经有限元分析后，获得盾构机刀盘面板、切刀、刮刀和滚刀在掘进方向上所受的应力及变形情况。与现有技术相比，本发明考虑到在掘进过程中地质条件对刀盘性能的影响，同时，在仿真过程中不再将刀盘面板视为简单的刚性体，且考虑到盾构机刀盘上滚刀、切刀和刮刀的影响，克服了传统盾构机数值模拟过程中很多参数无法准确获取而被简单忽略的问题。

本发明授权一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种土压平衡盾构机刀盘在掘进中的力学仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1、确定土压平衡盾构机掘进场景的地层特性、工程概况和土体材料参数； 步骤S2、根据地层特性选定相应的接触模型；采用离散元软件将所述接触模型构建成土体离散元模型；确定所述土体离散元模型中的接触参数、颗粒大小及分布数据； 步骤S3、在离散元软件中设置步骤S1中的土体材料参数、步骤S2中的接触参数、颗粒大小及分布数据，经离散元软件计算后生成土体仿真模型； 步骤S4、首先，采用建模软件CREO对所述盾构机的掘进系统进行处理并生成盾构机三维模型；所述掘进系统包括刀盘、盾体和螺旋输送机，所述刀盘包括刀盘面板以及设置在刀盘面板上的滚刀、切刀和刮刀； 其次，将所述盾构机三维模型导出并保存为.stl格式后，再导入所述土体仿真模型中；导入后需保持盾构机三维模型的覆土深度和坡度与所述工程概况保持一致，在所述盾构机三维模型中设置运行参数，其包括盾构机推进速度、刀盘面板转速、滚刀自转速度和螺旋输送机转速；利用离散元软件对所述盾构机三维模型运行仿真；在运行仿真完成后通过离散元软件中的后处理模块提取仿真结果，所述仿真结果包括刀盘面板、切刀、刮刀以及每一把滚刀在掘进方向上所受的推力和扭矩； 步骤S5、将所述盾构机三维模型中的刀盘导入有限元软件处理后，获得刀盘有限元模型，采用步骤S4中获取的刀盘面板、切刀、刮刀以及每一把滚刀在掘进方向上所受的推力和扭矩作为刀盘有限元模型的载荷输入条件，分别施加到刀盘有限元模型中对应的部件上，完成有限元分析后，即获得盾构机刀盘面板、切刀、刮刀和滚刀在掘进方向上所受的应力及变形情况。

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