基于损伤力学的碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷

作者

刘春生程硕李鑫鹏
单位

黑龙江科技大学机械工程学院
摘要

为探究碟盘刀具振动截割煤岩的载荷特性与破碎性能，根据煤岩损伤力学和Mohr-Coulomb强度准则，构建碟盘刀具径向载荷损伤力学模型，利用ABAQUS软件和振动截割实验台获得碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷谱，采用峰值标准差和频谱分析实验载荷谱，表征截割过程中煤岩崩落的状态，验证了径向载荷理论计算值、数值模拟值和实验值的一致性。结果表明：截割煤岩厚度为10～25 mm时，数值模拟和实验的径向载荷峰值均值与理论值平均误差分别为3.17%和7.66%,与理论值吻合度较高，验证了力学模型的准确性；截割煤岩厚度增加，径向载荷呈线性增大趋势，载荷谱峰值标准差呈指数规律变化，载荷谱波动频率中幅值的低频成分相对占比随之增大，煤岩大块崩落的概率增大。
关键词

碟盘刀具振动截割煤岩损伤力学模型载荷特性
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目（51974111;51674106）；
文章目录

0 引言
1 煤岩损伤变量
1.1 损伤本构关系
1.2 损伤变量
2 径向载荷损伤力学模型
2.1 牙齿载荷力学模型
2.2 Weibull分布参数
2.3 碟盘刀具载荷力学模型
3 数值模拟与实验
3.1 截割煤岩数值模拟
3.2 截割煤岩实验
4 模型验证与载荷特性
4.1 模型验证
4.2 载荷特性
5 结论
引用格式

刘春生,程硕,李鑫鹏.基于损伤力学的碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷[J].黑龙江科技大学学报,2022,32(03):380-386.
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