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龙图腾网恭喜中交隧道工程局有限公司;河海大学;新疆农业大学申请的专利盾构机刀具的布局设计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：CN119106508B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22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：202411137220.9，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权盾构机刀具的布局设计方法是由姚占虎;张亚洲;陆明飞;张雷;闵凡路;李辉;梁玉强;石崇;张建峰;宫经伟;刘亮;王贺起设计研发完成，并于2024-08-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本盾构机刀具的布局设计方法在说明书摘要公布了：一种盾构机刀具的布局设计方法，包括：基于统计方法，并结合多份样本数据，确定盾构机刀盘的层间磨损均匀度；基于盾构机刀盘的层间磨损均匀度，确定盾构机刀盘的垂直布局；建立单层盾构机刀盘的有限元模型，其中，有限元模型以盾构机刀盘的力学参数以及平面布局的特征参数作为模型输入，以层内磨损均匀度作为仿真输出；基于盾构机刀盘的层内磨损均匀度，确定盾构机刀盘的平面布局。本发明通过详细研究盾构机刀盘的平面布局和垂直布局，重点优化层内磨损均匀度和层间磨损均匀度，从而有效降低总磨损量，提高刀盘的使用寿命和掘进效率。

本发明授权盾构机刀具的布局设计方法在权利要求书中公布了：1.一种盾构机刀具的布局设计方法，其特征在于，所述方法包括步骤1～步骤4；步骤1，基于统计方法，并结合多份样本数据，确定盾构机刀盘的层间磨损均匀度；步骤2，基于盾构机刀盘的层间磨损均匀度，确定盾构机刀盘的垂直布局；步骤3，建立单层盾构机刀盘的有限元模型，其中，有限元模型以盾构机刀盘的力学参数以及平面布局的特征参数作为模型输入，以层内磨损均匀度作为仿真输出；所述层内磨损均匀度由中间裂纹扩展能力与侧向裂纹扩展能力所确定；层内磨损均匀度Wi如下式所示： 其中，wi,r,θ表示极坐标位置为r,θ处的第i层刀具的实际磨损量，rmin,rmax分别表示刀具布置的最小和最大极轴半径；A表示第i层刀具的面积；步骤4，基于盾构机刀盘的层内磨损均匀度，确定盾构机刀盘的平面布局；所述盾构机刀盘布局设计中，外围环的刀具分布包括第一层至第三层的破岩刀具与第四层至第五层的切削刀具；盾构机刀盘的层间磨损均匀度WE的计算公式如下： 其中，Wi表示第i层刀具的层内磨损均匀度，i＝1,2,3,4,5，v＝v1v2，R是刀具半径，v1是盾构机转速，v2是盾构推进速度，Ls是盾构掘进距离，εi通过下式拟合得到： 其中，∈1,∈2,∈3,∈4,∈5,∈6均为待定参数，h1是破岩刀具中第一层刀具与第二层刀具的高度差，h2指的是破岩刀具中第二层刀具与第三层刀具的高度差，单位均是cm，e是孔隙比，Dr是土的相对密实度。

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