岩石钻掘过程钻头受力动力学解析模型_中国煤炭行业知识服务平台

岩石钻掘过程钻头受力动力学解析模型

作者

杨晓峰康勇王晓川
单位

武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉大学动力与机械学院煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室（重庆大学）
摘要

为深入研究钻头在岩石钻掘这一动力学过程中的受力变化规律,对钻头的钻掘过程进行了系统的动力学分析,建立了描述钻头在岩石钻掘过程中力与运动间关系的微分方程组,归纳了运动条件下影响钻头受力变化的各种影响因素。在对钻头钻掘岩石的运动过程进行解析的基础上,提出了运动条件下钻头压入力和切削力的解析计算方法,并分别给出了压入力和切削力的动力学解析方程。进行岩石钻进力学测试实验,结合相关实验结果对动力学计算模型和静力学计算模型进行了对比分析,研究表明:钻头在钻掘岩石过程中的受力与其运动状态密切相关;在其它条件一定情况下,钻头所受的压入力和切削力均随钻头推进速度V的增加而增加。计算结果显示动力学解析模型比传统静力学计算方法更接近实验测量值,而且更有利于直观方便地指导工程实践。
关键词

岩石钻掘动力学解析模型
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51204122)；中国博士后科学基金资助项目(2012M511674)；重庆大学研究生科技创新基金资助项目(201005B1A0010341)；
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