10.7522/j.issn.1000-0240.2022.0033
截齿滚动掘进冻土过程的影响因素数值模拟研究
为了解决竖井冻土开挖难度大、人工挖掘效率低的问题,研究发明了一种新型重力式竖井掘进机,该掘进机利用截齿连续滚动向下、行走式掘进冻土,在竖井冻土掘进中具有较好的适应性,而截齿侵入深度是影响掘进冻土效率的重要因素.先采用三维软件建模,通过霍普金森压杆冲击试验,结合HJC压缩损伤模型原始参数,优化得到冻土本构模型参数;再利用有限元分析软件耦合,模拟截齿在不同侵入深度下滚动掘进冻土,得到冻土在不同凹陷破坏深度下的截齿三向力、冻土应力和应变的变化规律,便于直观研究截齿掘进冻土过程,寻求最优截齿侵入深度.仿真结果表明:随着截齿侵入深度增加,截齿三向力变大,冻土凹陷面积扩大,冻土应力向下无边界扩展递减;冻土与截齿接触区域应力、应变最大,远离截齿作用时冻土区域的应力、应变逐渐递减,其变化规律与截齿连续滚动掘进冻土特征相关;当冻土单轴抗压强度为9 MPa时,截齿滚动掘进冻土过程存在最优截齿侵入深度,为4 cm,此时冻土破坏特征明显,截齿滚动掘进冻土效率最高且能耗低.
截齿三向力、侵入深度、应力、应变、冻土、数值模拟
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TD421;P642.14(矿山机械)
国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金;河南省科技攻关计划项目;河南省科技攻关计划项目;山东省重大科技创新工程项目
2022-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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