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基于极限分析上限定理的凿型截齿水平切割力预测方法研究 被引量：2
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作者 王忠鑫 苏振宁 +2 位作者 宋波 刘畅 孙龙 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期406-414,共9页
轮斗挖掘机是露天煤矿连续开采工艺系统的关键装备,截齿设计及切割力预测是轮斗挖掘机研制关键技术难题。为了指导轮斗挖掘机的机械设计,优化铲斗截齿设计,更准确地预测开采过程中截齿所受切割阻力,基于极限分析理论提出了预测凿型截齿... 轮斗挖掘机是露天煤矿连续开采工艺系统的关键装备,截齿设计及切割力预测是轮斗挖掘机研制关键技术难题。为了指导轮斗挖掘机的机械设计,优化铲斗截齿设计,更准确地预测开采过程中截齿所受切割阻力,基于极限分析理论提出了预测凿型截齿水平切割力的上限法。基于库仑屈服准则相关联流动法则,建立以对数螺旋线为破坏面的旋转运动机构;通过输入荷载功率与破坏区的能量耗散率相等,推导凿型截齿的水平切割力表达式;通过数值求导获得水平切割力系数图,显示了切割前角和岩石内摩擦角对凿型截齿的水平切割力的影响,简化了凿型截齿水平切割力预测计算。不同于以切屑-截齿作用力学分析为基础的凿型截齿拉伸或剪切破坏模型,上限法优势是无需假设破坏面上应力分布。采用7组实验数据对上限法和其他传统方法预测结果进行对比验证,14个统计指标结果表明:上限法在预测精准度方面同半经验法和Evans法相近,优于Nishimatsu法,验证了上限法对凿型截齿切割岩石水平切割力的有效性和适用性。上限法预测效果可通过考虑三维破坏运动机构和采用拉伸截断的流动法则进行改进。 展开更多
关键词 凿型截齿 机械破岩 力学模型 切割力预测 极限分析上限法
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