镐型截齿截割煤岩力学特性的数值模拟

来源 :黑龙江科技大学 | 被引量 : 28次 | 上传用户:nvhuang123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为探求高可靠性、低比能耗的截齿截割方法,定量分析截齿与煤岩相互作用的力学关系,以及相关因素对截齿破碎煤岩能力的影响,本论文采用试验、理论分析和仿真方法对截齿截割煤岩的力学特性进行了研究。根据相似理论,建立了煤岩截割试验台,依据采煤机截煤理论,以最大拉应力理论为基础建立截齿破煤的数学模型,给出了对称、非对称截槽下截齿截割力的理论模型。采用扩展的线性Drucker-Prager塑性本构关系模型和基于等效塑性应变和耗散能的煤岩破坏准则,应用ABAQUS软件模拟了镐型截齿直线、旋转破碎煤岩的非线性动态接触过程。直线截割中给出了三向力随截齿安装角和齿尖锥角的变化梯度与规律,分析其相关性,采用Pearson相关系数定量给出仿真结果与试验结果的相似度。旋转截割中分析了安装角度、煤岩性质、滚筒转速、多齿截割和温度对截齿截割性能的影响,模拟得到了典型截割条件下截齿的三向力(温度场),定量分析同种方案中不同力的统计值,给出其一般规律。研究表明,楔入角、半锥角之和小于90度的范围内,截割力呈非线性的变化特征。仿真结果与理论计算结果有较好的吻合度,误差精度在10%以内,与试验结果有较高的相似度,Pearson相关系数为0.963,仿真结果与理论值及试验分析相符。轴向倾斜角和二次旋转角对截齿三向力的影响较大,易造成截齿磨损。截齿锥角对温度的影响不显著,对高温区分布影响显著。截齿合金头处温度分布与应力分布一致,均呈月牙形,说明理论模型符合实际。该研究为截割理论研究提供了理论依据,为考虑煤岩的各向异性、存在层理节理的条件下截齿截割煤岩的模拟仿真研究提供了参考。
其他文献
《普通高中地理课程标准(2017年版)》将地理实践力定位于“人们在地理户外考察、社会调查、模拟实验等地理实践活动中所具备的行动能力和品质”.在高中地理“地球运动——日
数控加工是目前国内外先进的制造技术,五轴联动数控机床作为典型代表,在工厂中得到广泛应用。利用五轴联动数控机床,可实现复杂零件的自动化加工。但是,对于数控编程,国内的
结构损伤的产生及破坏往往是从早期小尺寸损伤逐渐发展而来,结构损伤的位置、大小及形状的“扩展”直接关系着结构的安全及使用寿命。兰姆波(Lamb Wave)作为一种特殊的弹性应力
依据自然灾害风险评估理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性、防灾减灾能力4个方面选取指标,构建重庆干旱灾害风险评估模型,结合相关气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析完成重庆不同季节干旱灾害风险评估及区划。结果表明:(1)重庆各类干旱致灾因子危险性均表现在重庆西北部和东北部偏东地区较高,其中东北部的巫溪均为高危险区,而重庆东南部和中部偏北地区的危险性较低。(2)干旱孕灾环境