為提高懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割煤巖巷道的能力,提出了一種新型復(fù)合動力下碟盤截割機(jī)構(gòu)破碎煤巖的方法,該機(jī)構(gòu)不僅可以提高煤巖的破碎能力與刀具壽命,還可以降低粉塵,實現(xiàn)安全、高效掘進(jìn)煤巖巷道,以碟盤刀具為研究對象,分別從理論、數(shù)值模擬和試驗三方面研究復(fù)合動力下碟盤刀具破碎煤巖的載荷特性。以巖石斷裂力學(xué)和奧氏觀點為基礎(chǔ),建立了碟盤刀齒刀刃和楔面的力學(xué)模型,將碟盤刀齒楔面和水射流致裂破碎煤巖的裂紋尖端強(qiáng)度因子線性疊加,求得水射流輔助碟盤刀齒破碎煤巖的裂紋尖端強(qiáng)度因子,根據(jù)矢量疊加原理構(gòu)建了水射流輔助碟盤刀齒破碎煤巖徑向載荷的力學(xué)模型。采用有限元法建立碟盤刀具振動切削煤巖的數(shù)值模型,得出25組正交數(shù)值模擬碟盤刀具的載荷譜,選取峰值均值、曲線均值、盒維數(shù)和小波能量熵四個評價指標(biāo),通過功效系數(shù)法和方差分析法綜合分析運動參數(shù)對碟盤刀具破碎煤巖性能的影響,碟盤刀具破碎性能的影響顯著程度依次為:進(jìn)給速度、振動頻率和幅值。采用多元非線性擬合,給出了載荷峰值均值和曲線均值與進(jìn)給速度、振動頻率和幅值之間的關(guān)系式,定性分析了碟盤刀具載荷的變化趨勢。應(yīng)用SPH/FEM耦合方法建立水射流輔助碟盤刀齒徑向切削煤巖數(shù)值模型,利用L...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1碟盤刀齒刀刃等效球形刀頭Figure2-1Equivalentsphericalheadofdisccutterblade

基于奧斯特洛烏什柯觀點，將碟盤刀齒刀刃等效為球形壓頭。碟盤刀齒楔入煤巖時，給煤巖施加一個壓力，煤巖局部粉碎形成一個密實核，隨著壓力的增大，密實核周圍煤巖崩裂形成破碎坑，其破碎坑頂角是密實核頂角的兩倍[60]。隨著碟盤刀齒刀刃載荷增加，處于壓力錐體邊界面的煤巖受力增加，裂紋同比增加....

圖2-2碟盤刀齒作用下煤巖形成裂縫Figure2-2Fractureofcoalrockundertheactionofdisccutterteeth

碩士學(xué)位論文12圖2-2碟盤刀齒作用下煤巖形成裂縫Figure2-2Fractureofcoalrockundertheactionofdisccutterteeth碟盤刀齒楔面作用到煤巖的合力：ljsinFR=(2-7)式中ξ——碟盤刀齒楔面作用合力與煤巖崩落面的夾角，=90，....

圖2-3水射流致裂破碎煤巖力學(xué)模型

碩士學(xué)位論文14煤巖的滲流特性等有關(guān)，故需研究壓入煤巖裂縫中水射流的流體力學(xué)特性和流動的水射流對煤巖的力學(xué)作用。基于廣泛應(yīng)用的水力壓裂理論和煤巖易拉伸斷裂的特性，分析水射流致裂破碎煤巖的理論模型[62]。根據(jù)文獻(xiàn)[62]提出假設(shè)：(1)煤巖是具有各向同性、均質(zhì)特點的連續(xù)彈性體，并....

圖2-4水射流輔助碟盤刀齒等效球形刀頭Figure2-4Waterjetassisteddisccuttertoothequivalentsphericalcutterhead

2復(fù)合動力下碟盤刀齒破碎煤巖的力學(xué)模型15C22Cs0CC2(1)d2dπpldplGxxllE==(2-20)聯(lián)立式(2-19)和(2-20)可得裂縫內(nèi)部壓力p和裂縫長度lC的表達(dá)式：()1525C2s18cos"cos64π1ElqtG=(2-21)()13251s52325....

本文編號：3892674