本文基于ANSYS对TBM刀盘进行了模态分析、谐响应分析、启动时的瞬态分析和正常工作时的稳态分析,得到了一些有工程价值的认识和结果,为TBM安全、稳定和低振运行提供一些有益的建议,也为TBM刀盘的设计、改进和优化提供一套研究方法。本文的主要工作如下:1.对有肋板和无肋板两类TBM刀盘进行了模态分析,得到了两种模型的前6阶固有频率和相应的模态。结果表明,添加肋板以后,刀盘的低阶固有频率有明显提高。在较低阶模态,有肋板刀盘与无肋板刀盘的模态相似;而在较高阶模态,无肋板刀盘的位移主要在刀盘面板上,而有肋板刀盘的位移已转移至肋板上。2.对有肋板和无肋板两类TBM刀盘进行了谐响应分析,得到了在周期性简谐激励作用下,刀盘上各点位移随激励频率变化的幅频响应曲线。结果表明,虽然增加肋板可以有效地减轻刀盘的振动,但在某些特定频率下,仍会引起比无肋板时更强烈的振动。有肋板刀盘的共振主要集中在某一个频率上,而无肋板刀盘的共振频率则较为分散。3.通过对TBM启动时刀盘的瞬态分析,得到了刀盘上各点随时间变化的位移、速度和加速度响应,绘出了滚刀切深分别为5 mm、9 mm和11 mm时刀盘上中心滚刀、正滚刀和边滚刀三个不同位置处的位移和速度响应曲线,分析了岩石单轴抗压强度对刀盘动态响应的影响。4.通过对TBM正常工作时刀盘的稳态分析,得到了刀盘上各点的位移、速度和加速度的响应曲线,并比较了不同切深情况下刀盘三个不同位置处位移量的变化规律。这些数据对TBM施工时选择最优切深具有一定参考价值。