本文關(guān)鍵詞：采煤機(jī)鎬形截齒截割過程的計(jì)算模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 采煤機(jī)截割過程是一個(gè)復(fù)雜的過程,其根本原因在于煤巖結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的復(fù)雜性。煤巖不是完整的質(zhì)料均勻的各向同性體,它既不是完整彈性體,也不是理想塑性體,而具有明顯的脆性。分析了煤巖在截割破碎過程中的物理和力學(xué)性質(zhì)及破壞準(zhǔn)則,這些是進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬的基本前提。 通過對(duì)采煤機(jī)截割理論的分析,認(rèn)識(shí)到采煤機(jī)截割過程主要包括四個(gè)階段:變形階段、裂紋階段、壓實(shí)核形成階段及裂紋擴(kuò)展及崩裂階段,這四個(gè)階段不斷重復(fù)實(shí)現(xiàn)了煤巖的不斷破碎和脫落。在截割過程中,作用在截齒上的載荷是在各種復(fù)雜且在空間上不斷變化的條件下形成的,伴隨大量的隨機(jī)因素,可將截齒的受力簡(jiǎn)化為三向力:截割阻力、牽引阻力和側(cè)向力。對(duì)截割過程影響的主要因素包括:截齒形狀、截割速度、截割厚度、安裝角及截槽形狀等。 本文運(yùn)用LS-DYNA對(duì)煤體的截割過程進(jìn)行模擬,在模擬中由于模型相對(duì)簡(jiǎn)單,選擇直接在ANSYS環(huán)境下直接建模。在模擬前還需對(duì)模型配置各自的材料模型、材料參數(shù)、約束條件及載荷等,其中材料模型的選擇是個(gè)至關(guān)重要的問題,直接關(guān)系到模擬結(jié)果的可靠性。在模擬時(shí)選擇了四種方案:變換截割速度、變換截割厚度、變換截齒錐角及變換安裝角。通過模擬得到了各種截割條件下的三向阻力,對(duì)比分析同種方案中不同阻力的統(tǒng)計(jì)值,總結(jié)出了一定規(guī)律。運(yùn)用Matlab對(duì)三向阻力結(jié)果進(jìn)行了頻譜分析,得到了頻域中各載荷的能量分布曲線,從中分析出了各向載荷的主要頻率,主要頻率對(duì)截割過程的影響最大,關(guān)系到采煤機(jī)震動(dòng)的劇烈程度和工作的穩(wěn)定性,從而在進(jìn)行采煤機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能使采煤機(jī)的固有頻率遠(yuǎn)離這些主要頻率。通過對(duì)截割過程模擬的應(yīng)力云圖動(dòng)畫分析,展現(xiàn)了截割過程中煤體應(yīng)力分布情況,加深了對(duì)截割過程的認(rèn)識(shí)。
【關(guān)鍵詞】：采煤機(jī) 截割過程 LS-DYNA 模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TD421.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 目前采煤機(jī)截割的研究方法10-11
• 1.2 采煤機(jī)截割國(guó)內(nèi)外研究概述11-13
• 1.2.1 國(guó)外采煤機(jī)截割研究11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)采煤機(jī)截割研究12-13
• 1.3 課題研究的意義13-14
• 1.4 論文的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 煤巖的物理及力學(xué)性質(zhì)16-30
• 2.1 煤巖的物理性質(zhì)16-17
• 2.2 煤的力學(xué)性質(zhì)17-27
• 2.2.1 煤巖的變形破壞過程中的應(yīng)力變化17-19
• 2.2.2 煤巖體拉伸斷裂機(jī)制19-21
• 2.2.3 煤巖的破壞準(zhǔn)則21-26
• 2.2.4 煤體的力學(xué)特征參數(shù)26-27
• 2.3 煤層所處的力學(xué)環(huán)境27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 鎬形截齒截割過程的理論分析30-41
• 3.1 鎬形截齒的截割過程30-33
• 3.2 截齒的三向阻力和截割比能耗33-36
• 3.2.1 截齒的三向阻力33-35
• 3.2.2 截割的比能耗35-36
• 3.3 影響截割性能的主要因素36-40
• 3.3.1 截齒的幾何形狀36
• 3.3.2 截齒變鈍36-37
• 3.3.3 截槽形狀37-38
• 3.3.4 截割速度38
• 3.3.5 截割厚度38-39
• 3.3.6 安裝角度39-40
• 3.3.7 截割時(shí)截齒作用在煤巖上的載荷性質(zhì)40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 采煤機(jī)截割過程的模擬41-51
• 4.1 LS-DYNA簡(jiǎn)介41-45
• 4.1.1 LS-DYNA顯式動(dòng)力分析的特點(diǎn)42-43
• 4.1.2 LS-DYNA中的接觸問題43-44
• 4.1.3 ANSYS/LS-DYNA程序求解步驟44-45
• 4.2 截割過程的模擬45-49
• 4.2.1 單元類型及材料模型的選擇46-47
• 4.2.2 建立實(shí)體模型及劃分網(wǎng)格47-48
• 4.2.3 定義接觸、約束及加載48-49
• 4.2.4 模擬的求解49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第五章 模擬結(jié)果的分析51-79
• 5.1 截割參數(shù)對(duì)截割過程的影響分析51-66
• 5.1.1 截割速度對(duì)截割過程的影響分析51-55
• 5.1.2 截割厚度對(duì)截割過程的影響分析55-59
• 5.1.3 安裝角對(duì)截割過程的影響分析59-62
• 5.1.4 錐角對(duì)截割過程的影響分析62-66
• 5.2 截割過程中煤體的應(yīng)力分析66-70
• 5.3 三向力的頻域分析70-77
• 5.3.1 頻域分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)70-72
• 5.3.2 頻域分析在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)72-73
• 5.3.3 三向力的頻域分析73-77
• 5.4 本章小結(jié)77-79
• 第六章 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 陳遠(yuǎn)益;鈷結(jié)殼螺旋滾筒采集頭切削參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其動(dòng)力學(xué)仿真[D];中南大學(xué);2011年

2 楊會(huì)龍;高頻感應(yīng)熔覆截齒耐磨層的試驗(yàn)研究[D];鄭州大學(xué);2011年

3 劉凱云;采煤機(jī)截割滾筒（φ2.0m）結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[D];太原理工大學(xué);2012年

4 張振華;深海鈷結(jié)殼采集頭截齒破碎性能及截齒布置優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2012年

5 劉貝;銑挖機(jī)銑挖頭設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

6 董瑞春;采煤機(jī)螺旋滾筒煤巖石截割的數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

7 殷歡星;掘進(jìn)機(jī)自磨銳截齒的設(shè)計(jì)及研究[D];沈陽理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：采煤機(jī)鎬形截齒截割過程的計(jì)算模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：326808