近些年来我国经济发展迅速,但是伴随而来的是交通拥挤和生存空间变窄,这些因素促使隧道工程项目日益增多,隧道掘进机在铁路隧道、城市地铁、西气东输等隧道工程中成为重要的施工设备。但其主要部件仍需进口,并且隧道掘进机刀盘的滚刀研发和制造与国外还有一定差距。优化已知刀具的结构,能对提升滚刀使用寿命及其设计与制造提供可靠经验。盘形滚刀是TBM破碎岩石所必需的部件,同时也是特别容易磨损和损坏的部分,与隧道工程施工周期和费用密切相关的是TBM的破岩效率和承受载荷。通过查阅文献,总结TBM盘形滚刀的破岩机理,列出能够影响刀具破岩时的参数变量,本文利用有限元软件对TBM盘形滚刀的几何结构进行了设计与分析。本文包括以下主要几项内容：(1)对盘形滚刀破岩过程中机理进行分析,选取合适岩石材料,列出盘形滚刀破碎岩石的主要失效形式,判别岩石材料的失效准则,使其接近实际破岩工况。(2)获取不对称刃形滚刀几何参数,材料参数。以盘形滚刀破岩中轴承受力最小为目标,以刀刃角不对称的盘型滚刀在正安装下建立破岩模型。(3)最终对模型进行动态分析,获得实验数据,包括力、比能等,与理论数据进行对比,对破岩效能进行分析。改变刀具相关参数,优化模型。