随着我国经济和社会的快速发展,隧道掘进机在修建铁路、市政、水利、公路隧道、地铁等交通工程中的应用越来越普遍。作为隧道掘进机破岩的关键工具之一——盘形滚刀,在掘进工作中的温度分布与热应力对其使用寿命具有重要影响。基于上述背景,本文通过理论解析和数值模拟对盘形滚刀的温度场、热应力场的分布及变化规律进行了研究,主要完成的工作及结论如下:（1）对盘形滚刀的三向力进行对比,分析得出侧向力分力达到滚动力与垂直力合力的45.4%,因此在滚刀破岩时不能忽略侧向力分力对滚刀产热的影响;基于CSM受力预测模型、屠昌峰侧向力受力模型及前人热流密度模型,结合摩擦学原理,建立考虑了侧向分力对滚刀产热影响的盘形滚刀破岩热流密度模型。（2）基于热传导理论建立单一介质和双层介质盘形滚刀的稳态与瞬态温度场数学模型,分别推导单一介质和双层介质盘形滚刀的稳态温度场解析解和基于有限差分法的瞬态温度半解析解。结果表明,滚刀内部温度分布呈梯度变化,离滚刀轴心越远,温度前期的增长速率越快,达到稳态的时间越短,稳态温度越高。（3）基于ABAUQS建立二维盘形滚刀破岩温度场有限元模型,得到盘形滚刀的温度场分布和变化规律,并与稳态温度场解析解和瞬态温度半解析解计算结果进行对比。研究表明,数值模拟结果与稳态温度场解析解和瞬态温度半解析解十分接近,稳态温度场解析解和瞬态温度半解析解结果可靠,具有较高的精确性。（4）对盘形滚刀的稳态温度场解析解、瞬态温度半解析解和温度场数值模拟进行参数敏感性分析,探讨贯入度与刀盘转速对滚刀破岩时温度的影响。研究表明,贯入度越大或刀盘转速越大,盘形滚刀整体稳态温度越高,滚刀瞬态温度达到平衡时的温度越大,达到平衡的时间越长。（5）利用ABAUQS建立三维盘形滚刀有限元模型,采用顺序热力耦合的分析方法,得到破岩时盘形滚刀的热应力分布和变化规律。同时探讨了贯入度与刀盘转速对滚刀热应力的影响,获得刀盘转速和贯入度与滚刀所受的热应力成正相关的结论。