为研究碟盘刀具破碎煤岩的载荷特性和破碎效果,利用ABAQUS有限元软件模拟有齿与无齿碟盘刀具在不同楔面角度和切削厚度情况下破碎煤岩。采用统计方法和小波能量熵分析碟盘刀具复合破碎煤岩的载荷谱特征及破碎能耗。结果表明:碟盘楔面角度不变,碟盘刀具的径向、轴向载荷随切削厚度的增加呈线性增大;切削厚度不变,随碟盘楔面角度的增大,径向载荷逐渐增大而轴向载荷逐渐减小;切削厚度较小时,无齿碟盘与有齿的小波能量熵差比大;切削厚度较大时,无齿碟盘与有齿的小波能量熵差比较小,即切削厚度越小碟盘齿及齿的大小对煤岩破碎性能影响越显著。当切削厚度为22 mm、楔面角度为35°~55°时,无齿碟盘径向与轴向矢量叠加载荷均值及其小波能量熵比有齿碟盘的分别大6. 0%和43. 5%。该研究可以为碟盘刀具的设计与性能研究奠定基础。

国家自然科学基金项目(51674106)；