碟盘刀具振动切削煤岩的理论力学模型与载荷特性 论文

针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题，提出了一种结合轴向振动与径向切削的破碎煤岩新方法。为了深入探讨碟盘刀具在轴向振动与径向切削下的力学特性，研究中分析了煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷集中力及其作用位置角等因素。基于扩展线性Drucker-Prager塑性本构模型，采用ABAQUS软件对碟盘刀具的应力云图和载荷特性进行了模拟分析。通过实验和模拟结果的对比分析，研究表明，振动切削煤岩的径向载荷显著小于单一径向切削方式的载荷。具体而言，在不同切削厚度条件下，碟盘刀具的径向载荷理论模型计算值与数值模拟峰值的均值误差为9.12%，而与试验载荷峰值均值的误差为4.88%。同时，轴向载荷理论模型的计算值与数值模拟峰值的均值误差为9.25%，与试验数据的误差为8.34%。这些结果表明，通过数值模拟与实验结合的方式可以有效预测碟盘刀具的破碎煤岩载荷特性【碟盘刀具上刀齿切削煤岩的载荷特性研究](https://www.dude6.com/q/a/5342865.html)以及【截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究](https://www.dude6.com/q/a/5262345.html)。相关研究还探讨了煤岩在冲击载荷下的动态力学特性【煤岩在冲击载荷下的动态力学特性对比分析](https://www.dude6.com/q/a/5159588.html)，这些成果对进一步优化刀具设计及提高破碎效率具有重要参考价值。