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岩石节理倾角和间距对隧道掘进机破岩特性影响的试验研究
被引量:
44
1
作者
邹飞
李海波
+4 位作者
周青春
莫振泽
朱小明
牛磊
杨风威
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第6期1640-1646,共7页
为了研究岩体节理参数(节理间距和节理倾角)对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀破岩效果的影响,对实际条件进行简化,在改进的试验装置上进行压头作用下相似材料的变形、破坏试验。采集整个加载过程中压头的侵入深度和荷载数据,并采用相机...
为了研究岩体节理参数(节理间距和节理倾角)对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀破岩效果的影响,对实际条件进行简化,在改进的试验装置上进行压头作用下相似材料的变形、破坏试验。采集整个加载过程中压头的侵入深度和荷载数据,并采用相机实时拍摄,获得试件表面破坏的发展过程以及最终破坏形态。试验结果表明,当节理倾角一定时,随着节理间距增大,达到跃进点的贯入荷载值增加,侵入功以及主裂纹扩展能量也都呈增大趋势,当α=0°、90°时,抗侵入系数基本一致,当α=30°、60°时,抗侵入系数逐渐增大。当节理间距一定时,随着角度的增加,跃进点荷载、抗侵入系数、侵入功以及主裂纹扩展能量都呈现先减小后增大趋势,在α=30°时,各值都为最小值。根据试件破坏后形态分析发现,节理的空间特征对裂纹扩展模式有明显的控制作用,对破坏区域的形成也有明显的限制。
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关键词
隧道掘进机
盘形滚刀
节理参数
贯入荷载
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职称材料
碟盘刀具振动切削煤岩的理论力学模型与载荷特性
被引量:
16
2
作者
刘春生
李德根
袁昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期3015-3023,共9页
针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题,提出一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法,为探明碟盘刀具在轴向振动与径向切削破碎煤岩的力学特性,通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角,以单位断裂面上...
针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题,提出一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法,为探明碟盘刀具在轴向振动与径向切削破碎煤岩的力学特性,通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角,以单位断裂面上受力极限强度和最小能量法的准则,构建碟盘刀具破碎煤岩力学模型。基于扩展线性Drucker-Prager塑性本构模型,采用ABAQUS软件模拟碟盘刀具破碎煤岩的应力云图和载荷特性,在振动切削试验台上通过设定振动频率和振幅等参数测试不同切削厚度下的碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱,提取数值模拟和试验碟盘刀具破碎煤岩的载荷特征,对比分析理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值和数值模拟峰值的均值。结果表明:碟盘刀具破碎煤岩的破裂范围呈现月牙状,由中间向两侧递减;振动切削煤岩时其径向载荷明显小于单作用径向切削煤岩的载荷;碟盘刀具在轴向振动与径向切削时不同切削厚度径向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.12%,与试验载荷峰值均值的平均误差为4.88%;轴向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.25%,与试验载荷峰值均值的平均误差为8.34%。通过数值模拟和试验研究验证了碟盘刀具理论模型的准确性。
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关键词
碟盘刀具
采掘机械
载荷特性
理论模型
振动与切削
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职称材料
轴向振动截割下碟盘刀刃与煤岩作用机制及其载荷模型
被引量:
8
3
作者
刘春生
刘延婷
+3 位作者
李德根
刘若涵
任春平
袁昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期484-496,共13页
针对现有刀具截割复杂地质条件煤岩(尤其截割硬岩时)损耗高、效率低和易磨损等问题,提出了具有截-楔效应的碟盘刀具复合振动截割破碎煤岩的方法,碟盘刀具径向进给与不同振动形式和姿态来实现复合截割破碎煤岩。以碟盘刀刃为研究对象研...
针对现有刀具截割复杂地质条件煤岩(尤其截割硬岩时)损耗高、效率低和易磨损等问题,提出了具有截-楔效应的碟盘刀具复合振动截割破碎煤岩的方法,碟盘刀具径向进给与不同振动形式和姿态来实现复合截割破碎煤岩。以碟盘刀刃为研究对象研究轴向振动截割对煤岩损伤破坏的力学特性,基于剪切破碎理论给出刀刃作用载荷破坏煤岩条件以及刀刃轴向向下振动、向上振动和径向截割煤岩时等效集中载荷的计算方法,采用位移应变等效力合成的方法建立刀刃结构参数与载荷关联模型,模拟研究其径向单作用截割和轴向振动复合截割工况下破碎煤岩的载荷特性,研究碟盘刀具在有振和无振的实验条件下破碎煤岩载荷,对比分析了刀刃载荷的理论计算、数值模拟与实验。结果表明:碟盘刀刃对煤岩的损伤区域面积由中间向两侧逐渐递减与数值模拟应力云图相吻合;振动截割条件下数值模拟和实验的刀刃径向载荷均小于无振条件下的载荷值;轴向振动截割下其数值模拟和实验载荷均与轴向振动位移呈现明显的周期波动规律,且存在超前相位差,径向与轴向载荷幅值与振动位移幅值非同时性,其相位差随振动频率增大而减小;随着截割厚度增大,碟盘刀具径向载荷理论值、模拟值与实验值呈现递增变化规律相吻合,且其误差均值分别为12.01%和6.37%,截割厚度对载荷影响程度从大到小依次为正值轴向载荷、径向载荷和负值轴向载荷;碟盘刀刃轴向向上振动时径向载荷(最大振幅处对应载荷均值)的理论值、模拟值与实验值的误差分别为11.65%和13.99%,其轴向载荷的误差分别为10.46%和13.51%,轴向向下振动时径向载荷的误差分别为13.91%和5.61%,其轴向载荷的误差分别为14.90%和7.88%。结合已有文献碟盘楔面载荷模型共同验证了碟盘刀刃载荷模型的正确性,进而说明了运用位移应变�
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关键词
碟盘刀具
刀刃载荷
煤岩破碎
轴向振动
载荷模型
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职称材料
不同楔面角度碟盘刀具切削煤岩的载荷与小波能量熵
被引量:
12
4
作者
刘春生
袁昊
+1 位作者
张艳军
齐立涛
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2018年第5期543-551,共9页
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...
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。
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关键词
采掘机械
碟盘刀具
载荷谱
小波能量熵
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职称材料
滚刀载荷监测及刀盘载荷分布规律实验研究
被引量:
6
5
作者
孙振川
陈雪峰
杨延栋
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第26期11383-11388,共6页
为了获取滚刀载荷、建立刀盘载荷分布规律,为岩石隧道掘进机(TBM)高效掘进参数控制提供指导,通过分析单刃滚刀和中心双联滚刀结构形式,开发了滚刀载荷测试的传感器安装结构及测力传感器,研发了适用于TBM掘进模态综合实验平台的滚刀载荷...
为了获取滚刀载荷、建立刀盘载荷分布规律,为岩石隧道掘进机(TBM)高效掘进参数控制提供指导,通过分析单刃滚刀和中心双联滚刀结构形式,开发了滚刀载荷测试的传感器安装结构及测力传感器,研发了适用于TBM掘进模态综合实验平台的滚刀载荷监测系统;通过开展不同贯入度、不同刀间距及不同滚刀布置方式的多滚刀回转式破岩实验,基于实验结果建立了滚刀载荷分布规律,结果表明:滚刀载荷在空间域上随安装半径的增大而增大,临空面的产生和滚刀立体布置有利于滚刀破岩,贯入度与滚刀载荷呈幂函数关系。研究结果可为TBM刀盘设计和掘进参数的控制提供参考依据。
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关键词
破岩实验
刀盘刀具
滚刀载荷
监测系统
载荷分布规律
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职称材料
碟盘刀具轴向振动破碎煤岩载荷模拟与粉碎量研究
被引量:
7
6
作者
刘春生
袁昊
李德根
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期189-195,共7页
为提高煤岩的破碎效果,利用ABAQUS有限元软件分析一种碟盘刀具破碎煤岩的载荷特性,在切削厚度为14~30 mm的工况下分别进行碟盘刀具轴向振动与径向切削和径向单作用破碎煤岩的仿真试验,采用数值统计和分形比例系数的方法分析碟盘刀具破...
为提高煤岩的破碎效果,利用ABAQUS有限元软件分析一种碟盘刀具破碎煤岩的载荷特性,在切削厚度为14~30 mm的工况下分别进行碟盘刀具轴向振动与径向切削和径向单作用破碎煤岩的仿真试验,采用数值统计和分形比例系数的方法分析碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱。结果表明:在碟盘刀具楔面角度为45°时、切削厚度14~30 mm的范围,无轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩的径向载荷峰极大值与峰均值比有轴向振动情况下的大6.2%、8.4%,从数值模拟应力云图可看出,施加轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩时其楔面对煤岩的应力影响范围更广,计算径向载荷谱的分形比例系数可知,无轴向振动的分形比例系数比有轴向振动条件下的大20.5%~67.5%,说明有轴向振动下更有利于煤岩的大块崩落。该研究可为碟盘刀具的深入研究及工程实际应用提供参考。
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关键词
碟盘刀具
煤岩
振动破碎
载荷特性
分形比例系数
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职称材料
基于损伤因子修正本构关系的煤岩截割载荷数值模拟
7
作者
郝鑫
刘春生
+1 位作者
赵迎港
程硕
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2024年第3期380-386,共7页
为探究刀具对煤岩的损伤作用,通过引入损伤因子修正方法,数值模拟碟盘刀具截割煤岩过程,基于Mohr-Coulomb准则分别给出Weibull分布和声发射振铃计数的损伤因子计算方法。采用ABAQUS软件引入损伤因子参数,数值模拟碟盘刀具截割不同厚度...
为探究刀具对煤岩的损伤作用,通过引入损伤因子修正方法,数值模拟碟盘刀具截割煤岩过程,基于Mohr-Coulomb准则分别给出Weibull分布和声发射振铃计数的损伤因子计算方法。采用ABAQUS软件引入损伤因子参数,数值模拟碟盘刀具截割不同厚度煤岩的载荷特性,并与实验进行对比分析。结果表明,在截割厚度为5、10、15、20和25 mm的条件下,数值模拟与实验径向载荷上峰值均值误差分别为4.27%、0.45%、13.45%、8.50%和12.22%,修正模型的载荷预测平均误差为7.78%,符合工程实际要求,验证了将损伤因子引入到ABAQUS中的适用性和有效性。
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关键词
碟盘刀具
损伤因子
煤岩
截割载荷
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职称材料
水射流辅助碟盘刀具截割煤岩载荷特性
8
作者
刘延婷
刘春生
+2 位作者
徐鹏
郝鑫
任春平
《煤炭技术》
CAS
2024年第2期253-256,共4页
针对机械刀具截割煤岩效率低的问题,将水射流辅助截割技术应用到碟盘刀具截割煤岩。构建了水射流辅助刀齿截割煤岩的理论载荷模型,通过LS-DYNA软件分析了不同条件下水射流辅助刀齿破碎单位体积煤岩载荷。结果表明:理论和模拟径向载荷变...
针对机械刀具截割煤岩效率低的问题,将水射流辅助截割技术应用到碟盘刀具截割煤岩。构建了水射流辅助刀齿截割煤岩的理论载荷模型,通过LS-DYNA软件分析了不同条件下水射流辅助刀齿破碎单位体积煤岩载荷。结果表明:理论和模拟径向载荷变化规律保持一致;适当增大水射流入口压力和喷嘴直径,减小入射角度,有利于提高水射流辅助效果,且影响程度从大到小依次为喷嘴直径、入口压力和入射角度。
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关键词
碟盘刀具
水射流
复合破碎
载荷特性
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职称材料
基于损伤力学的碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷
被引量:
4
9
作者
刘春生
程硕
李鑫鹏
《黑龙江科技大学学报》
2022年第3期380-386,共7页
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...
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。
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关键词
碟盘刀具
振动截割
煤岩损伤
力学模型
载荷特性
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职称材料
TBM盘形滚刀切削饱水岩石试验研究
被引量:
4
10
作者
谭青
张逸超
+1 位作者
夏毅敏
高浩
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期914-921,共8页
为了研究不同类型(软岩-硬岩,高孔隙率-低孔隙率)岩石饱水情况下全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀的切削特性,选用砂岩、花岗岩、板岩、石灰华、混凝土5种岩石开展干燥条件与饱水条件下的滚刀切削破碎试验和破碎块筛分实验,并利用三向力...
为了研究不同类型(软岩-硬岩,高孔隙率-低孔隙率)岩石饱水情况下全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀的切削特性,选用砂岩、花岗岩、板岩、石灰华、混凝土5种岩石开展干燥条件与饱水条件下的滚刀切削破碎试验和破碎块筛分实验,并利用三向力传感器对侵入过程中的侵入力进行测定.对比分析滚刀切削过程的侵入力-侵深曲线、破碎块特征以及破碎比能耗等规律.试验结果表明:饱水后岩石强度下降6%~27%;饱水后岩石侵入系数较干燥条件下的降幅与岩石吸水率呈正相关性,Pearson相关系数为0.957;混凝土和石灰华干燥条件下瞬间破碎,而在饱水条件下抑制了裂纹的扩展;饱水后岩石破碎块度增大,硬岩在饱水后的破岩量下降,软岩破岩量增加;饱水后硬岩破碎的比能耗下降明显,平均下降37.8%,软岩的破碎比能耗上升,其中混凝土饱水后比能耗升高20%,石灰华升高81.6%.
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关键词
TBM
盘形滚刀
含水率
侵入力-侵深曲线
破碎块度
比能耗
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职称材料
复合地层盾构掘进滚刀荷载试验研究
被引量:
2
11
作者
干聪豫
苏伟林
+1 位作者
刘泓志
李兴高
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第S01期133-139,155,共8页
为了探究复合地层盾构掘进时滚刀的荷载与开挖面岩石强度、切削速度、刀圈贯入度之间的关系以及滚刀在不同地层界面处的受力特征,开展了复合地层盾构滚刀掘进试验,采用原型滚刀分工况对多种材料组成的开挖面模型进行掘进试验,同时采集...
为了探究复合地层盾构掘进时滚刀的荷载与开挖面岩石强度、切削速度、刀圈贯入度之间的关系以及滚刀在不同地层界面处的受力特征,开展了复合地层盾构滚刀掘进试验,采用原型滚刀分工况对多种材料组成的开挖面模型进行掘进试验,同时采集滚刀的荷载数据。研究结果表明:滚刀在依次切削粉质黏土、M2.5水泥砂浆、C15混凝土与C30混凝土时的荷载整体上呈阶梯上升的趋势,并始终处于波动状态;滚刀的荷载会随刀间距的增大有一定程度的增大,但增幅较小;滚刀在切削不同材料时的荷载随刀圈贯入度的增大呈近似的线性增大趋势,当切削脆性材料时该规律尤为明显;较大的材料刚度和滚刀贯入度使得被切材料发生更大的弹性变形,从而使得滚刀对材料做功以及材料破碎时的能量释放量都较大,造成滚刀荷载的波动幅度也有一定程度的增大;当刀盘转速增大时,滚刀荷载也呈增大趋势,增大幅度会随着刀盘转速的增大逐渐趋缓,其原因是切削速率的增大造成被切材料动态强度增大。
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关键词
盾构掘进
滚刀荷载
复合地层
掘进试验
贯入度
切削速度
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职称材料
碟盘刀具破碎煤岩载荷谱的分形与FFT能量特征
被引量:
2
12
作者
刘春生
刘延婷
+1 位作者
万丰
袁昊
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2019年第3期293-298,共6页
为评价碟盘刀具径向切削与轴向振动复合破碎煤岩的性能,应用分形理论和FFT能量方法分析碟盘刀具数值模拟的载荷谱。通过分析总载荷谱在2^-8尺度下的盒维数和FFT能量特征,研究碟盘刀具复合破碎煤岩的性能与碟盘刀具楔面角度的关系。结果...
为评价碟盘刀具径向切削与轴向振动复合破碎煤岩的性能,应用分形理论和FFT能量方法分析碟盘刀具数值模拟的载荷谱。通过分析总载荷谱在2^-8尺度下的盒维数和FFT能量特征,研究碟盘刀具复合破碎煤岩的性能与碟盘刀具楔面角度的关系。结果表明:随着楔面角度增大,碟盘刀具径向载荷增大,轴向载荷减小,总载荷增大,其方向角变化范围减小并逐渐趋向0°,呈现非对称周期性。随楔面角度增大,碟盘刀具总载荷盒维数逐渐减小,比能耗减小,破碎煤岩块度增大,粉尘量减小,归一化的FFT能量减小。该研究揭示了不同楔面角度下碟盘刀具破碎煤岩的比能耗与分形特征评价破碎性能的一致性,为实现高效破碎煤岩提供了参考。
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关键词
碟盘刀具
载荷谱
盒维数
FFT能量
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职称材料
基于星点设计的碟盘刀具截割煤岩性能评价与预测
被引量:
1
13
作者
刘春生
车长瑞
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2021年第2期169-176,183,共9页
为提高碟盘刀具截割煤岩性能,减小碟盘刀具载荷,以进给速度、切削厚度、振动频率设计了3因素5水平15组星点设计数值模拟,构建了数值模拟载荷回归模型,采用响应面法绘制等高线图确定了因素取值范围,根据熵值法分配权重后计算15组数值模...
为提高碟盘刀具截割煤岩性能,减小碟盘刀具载荷,以进给速度、切削厚度、振动频率设计了3因素5水平15组星点设计数值模拟,构建了数值模拟载荷回归模型,采用响应面法绘制等高线图确定了因素取值范围,根据熵值法分配权重后计算15组数值模拟综合评价值Wi,对比分析了碟盘刀具振动切削实验结果与回归模型预测值,验证回归模型的准确性。结果表明,通过星点设计与响应面法给出了进给速度、切削厚度、振动频率对碟盘刀具性能的影响范围。数值模拟结果与回归模型预测值平均偏差为1.98%,实验载荷谱径向载荷峰值均值与回归模型预测值平均偏差为14.19%。
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关键词
碟盘刀具
载荷
星点设计
响应面法
等高线图
熵值法
综合评价
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职称材料
不同地应力下TBM盘形滚刀破岩特性
被引量:
17
14
作者
夏毅敏
吴才章
+3 位作者
顾健健
丛国强
唐露
张魁
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期450-458,共9页
根据Mohr-Coulomb准则分析岩石强度与地应力的变化关系,对不同地应力下盘形滚刀破岩载荷模型进行修正;以锦屏二级水电站TBM掘进现场实测的数据为依据,建立有初始地应力和无初始地应力下盘形滚刀破岩仿真模型,并进行无初始应力滚刀破岩试...
根据Mohr-Coulomb准则分析岩石强度与地应力的变化关系,对不同地应力下盘形滚刀破岩载荷模型进行修正;以锦屏二级水电站TBM掘进现场实测的数据为依据,建立有初始地应力和无初始地应力下盘形滚刀破岩仿真模型,并进行无初始应力滚刀破岩试验,研究盘形滚刀破岩载荷特性及岩石破碎特征。研究结果表明:随着地应力的增大,三向力载荷增大;在各个贯入度下,初始应力为28~36 MPa时与0 MPa时相比,垂直力和滚动力的增加幅度较大,增大幅度可达到70%以上,侧向力增加幅度最小;随着初始地应力的增加,滚刀总破岩量减少,破岩能耗上升;三向力理论计算值与仿真值吻合较好,相对误差范围在10%~21%之间;无初始应力下的破岩试验在一定程度上验证力学模型和仿真结果的正确性。
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关键词
地应力
盘形滚刀
力学模型
贯入度
三向力载荷
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职称材料
复合地层不同岩石强度下滚刀贯入试验研究
被引量:
10
15
作者
李克金
张德文
+3 位作者
李文
魏庆温
夏恩虎
张大庆
《现代隧道技术》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期148-155,共8页
复合地层对滚刀的破岩效率及掘进参数有较大影响。文章针对济南市轨道交通R1线一标段复合地层盾构区间,开展了不同强度试件滚刀贯入力学试验,研究了不同贯入速率对滚刀破岩的影响。结果表明:岩石强度越大,抗侵入系数越大,脆性破坏越明显...
复合地层对滚刀的破岩效率及掘进参数有较大影响。文章针对济南市轨道交通R1线一标段复合地层盾构区间,开展了不同强度试件滚刀贯入力学试验,研究了不同贯入速率对滚刀破岩的影响。结果表明:岩石强度越大,抗侵入系数越大,脆性破坏越明显,滚刀受到的冲击荷载就越大;贯入速率对滚刀破岩的影响与岩石强度的类似,但跃进点贯入荷载、荷载跌落值和临界贯入度都与贯入速率呈对数函数关系;滚刀破岩过程可以划分为压密阶段、密实核形成和发展阶段、裂纹贯通失稳阶段和残余强度阶段。
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关键词
复合地层
岩石强度
常截面滚刀
贯入试验
跃进点
荷载
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职称材料
题名
岩石节理倾角和间距对隧道掘进机破岩特性影响的试验研究
被引量:
44
1
作者
邹飞
李海波
周青春
莫振泽
朱小明
牛磊
杨风威
机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第6期1640-1646,共7页
基金
国家杰出青年科学基金(No.51025935)
国家重点基础研究发展规划(973)(No.2010CB732001)
文摘
为了研究岩体节理参数(节理间距和节理倾角)对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀破岩效果的影响,对实际条件进行简化,在改进的试验装置上进行压头作用下相似材料的变形、破坏试验。采集整个加载过程中压头的侵入深度和荷载数据,并采用相机实时拍摄,获得试件表面破坏的发展过程以及最终破坏形态。试验结果表明,当节理倾角一定时,随着节理间距增大,达到跃进点的贯入荷载值增加,侵入功以及主裂纹扩展能量也都呈增大趋势,当α=0°、90°时,抗侵入系数基本一致,当α=30°、60°时,抗侵入系数逐渐增大。当节理间距一定时,随着角度的增加,跃进点荷载、抗侵入系数、侵入功以及主裂纹扩展能量都呈现先减小后增大趋势,在α=30°时,各值都为最小值。根据试件破坏后形态分析发现,节理的空间特征对裂纹扩展模式有明显的控制作用,对破坏区域的形成也有明显的限制。
关键词
隧道掘进机
盘形滚刀
节理参数
贯入荷载
Keywords
tunnel
boring
machine(TBM)
disc
cutter
joint
parameter
penetration
load
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
碟盘刀具振动切削煤岩的理论力学模型与载荷特性
被引量:
16
2
作者
刘春生
李德根
袁昊
机构
黑龙江科技大学
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期3015-3023,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51674106,51974111)
黑龙江省省属本科高校基本科研业务费资助项目(Hkdqg201804)。
文摘
针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题,提出一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法,为探明碟盘刀具在轴向振动与径向切削破碎煤岩的力学特性,通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角,以单位断裂面上受力极限强度和最小能量法的准则,构建碟盘刀具破碎煤岩力学模型。基于扩展线性Drucker-Prager塑性本构模型,采用ABAQUS软件模拟碟盘刀具破碎煤岩的应力云图和载荷特性,在振动切削试验台上通过设定振动频率和振幅等参数测试不同切削厚度下的碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱,提取数值模拟和试验碟盘刀具破碎煤岩的载荷特征,对比分析理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值和数值模拟峰值的均值。结果表明:碟盘刀具破碎煤岩的破裂范围呈现月牙状,由中间向两侧递减;振动切削煤岩时其径向载荷明显小于单作用径向切削煤岩的载荷;碟盘刀具在轴向振动与径向切削时不同切削厚度径向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.12%,与试验载荷峰值均值的平均误差为4.88%;轴向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.25%,与试验载荷峰值均值的平均误差为8.34%。通过数值模拟和试验研究验证了碟盘刀具理论模型的准确性。
关键词
碟盘刀具
采掘机械
载荷特性
理论模型
振动与切削
Keywords
disc
cutter
mining
machine
load
characteristics
theoretical
model
vibration
and
cutting
分类号
TD421.54 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
轴向振动截割下碟盘刀刃与煤岩作用机制及其载荷模型
被引量:
8
3
作者
刘春生
刘延婷
李德根
刘若涵
任春平
袁昊
机构
黑龙江科技大学机械工程学院
黑龙江科技大学安全工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期484-496,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(51974111,52104130)。
文摘
针对现有刀具截割复杂地质条件煤岩(尤其截割硬岩时)损耗高、效率低和易磨损等问题,提出了具有截-楔效应的碟盘刀具复合振动截割破碎煤岩的方法,碟盘刀具径向进给与不同振动形式和姿态来实现复合截割破碎煤岩。以碟盘刀刃为研究对象研究轴向振动截割对煤岩损伤破坏的力学特性,基于剪切破碎理论给出刀刃作用载荷破坏煤岩条件以及刀刃轴向向下振动、向上振动和径向截割煤岩时等效集中载荷的计算方法,采用位移应变等效力合成的方法建立刀刃结构参数与载荷关联模型,模拟研究其径向单作用截割和轴向振动复合截割工况下破碎煤岩的载荷特性,研究碟盘刀具在有振和无振的实验条件下破碎煤岩载荷,对比分析了刀刃载荷的理论计算、数值模拟与实验。结果表明:碟盘刀刃对煤岩的损伤区域面积由中间向两侧逐渐递减与数值模拟应力云图相吻合;振动截割条件下数值模拟和实验的刀刃径向载荷均小于无振条件下的载荷值;轴向振动截割下其数值模拟和实验载荷均与轴向振动位移呈现明显的周期波动规律,且存在超前相位差,径向与轴向载荷幅值与振动位移幅值非同时性,其相位差随振动频率增大而减小;随着截割厚度增大,碟盘刀具径向载荷理论值、模拟值与实验值呈现递增变化规律相吻合,且其误差均值分别为12.01%和6.37%,截割厚度对载荷影响程度从大到小依次为正值轴向载荷、径向载荷和负值轴向载荷;碟盘刀刃轴向向上振动时径向载荷(最大振幅处对应载荷均值)的理论值、模拟值与实验值的误差分别为11.65%和13.99%,其轴向载荷的误差分别为10.46%和13.51%,轴向向下振动时径向载荷的误差分别为13.91%和5.61%,其轴向载荷的误差分别为14.90%和7.88%。结合已有文献碟盘楔面载荷模型共同验证了碟盘刀刃载荷模型的正确性,进而说明了运用位移应变�
关键词
碟盘刀具
刀刃载荷
煤岩破碎
轴向振动
载荷模型
Keywords
disc
cutter
blade
load
coal
rock
fragmentation
axial
vibration
load
model
分类号
TD42 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
不同楔面角度碟盘刀具切削煤岩的载荷与小波能量熵
被引量:
12
4
作者
刘春生
袁昊
张艳军
齐立涛
机构
黑龙江科技大学
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2018年第5期543-551,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51674106)
文摘
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。
关键词
采掘机械
碟盘刀具
载荷谱
小波能量熵
Keywords
mining
machinery
disc
cutter
load
spectrum
wavelet
energy
entropy
分类号
TD421.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
滚刀载荷监测及刀盘载荷分布规律实验研究
被引量:
6
5
作者
孙振川
陈雪峰
杨延栋
机构
盾构及掘进技术国家重点实验室
中铁隧道局集团有限公司
中铁开发投资集团有限公司
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第26期11383-11388,共6页
基金
中国中铁科研开发计划(2020-重大专项-04)
国家自然科学基金(42002281)。
文摘
为了获取滚刀载荷、建立刀盘载荷分布规律,为岩石隧道掘进机(TBM)高效掘进参数控制提供指导,通过分析单刃滚刀和中心双联滚刀结构形式,开发了滚刀载荷测试的传感器安装结构及测力传感器,研发了适用于TBM掘进模态综合实验平台的滚刀载荷监测系统;通过开展不同贯入度、不同刀间距及不同滚刀布置方式的多滚刀回转式破岩实验,基于实验结果建立了滚刀载荷分布规律,结果表明:滚刀载荷在空间域上随安装半径的增大而增大,临空面的产生和滚刀立体布置有利于滚刀破岩,贯入度与滚刀载荷呈幂函数关系。研究结果可为TBM刀盘设计和掘进参数的控制提供参考依据。
关键词
破岩实验
刀盘刀具
滚刀载荷
监测系统
载荷分布规律
Keywords
rock
breaking
experiment
cutter
head
and
tool
disc
cutter
load
monitoring
system
load
distribution
law
分类号
U455 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
碟盘刀具轴向振动破碎煤岩载荷模拟与粉碎量研究
被引量:
7
6
作者
刘春生
袁昊
李德根
机构
黑龙江科技大学
黑龙江科技大学机械工程学院
黑龙江科技大学学术理论研究部
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期189-195,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51674106)
黑龙江科技大学研究生创新科研资金资助项目(YJSCX2019-101HKD)
文摘
为提高煤岩的破碎效果,利用ABAQUS有限元软件分析一种碟盘刀具破碎煤岩的载荷特性,在切削厚度为14~30 mm的工况下分别进行碟盘刀具轴向振动与径向切削和径向单作用破碎煤岩的仿真试验,采用数值统计和分形比例系数的方法分析碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱。结果表明:在碟盘刀具楔面角度为45°时、切削厚度14~30 mm的范围,无轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩的径向载荷峰极大值与峰均值比有轴向振动情况下的大6.2%、8.4%,从数值模拟应力云图可看出,施加轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩时其楔面对煤岩的应力影响范围更广,计算径向载荷谱的分形比例系数可知,无轴向振动的分形比例系数比有轴向振动条件下的大20.5%~67.5%,说明有轴向振动下更有利于煤岩的大块崩落。该研究可为碟盘刀具的深入研究及工程实际应用提供参考。
关键词
碟盘刀具
煤岩
振动破碎
载荷特性
分形比例系数
Keywords
disc
cutter
vibration
fracutrure
coal
and
rock
load
characteristics
fractal
scale
coefficient
分类号
TD42 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于损伤因子修正本构关系的煤岩截割载荷数值模拟
7
作者
郝鑫
刘春生
赵迎港
程硕
机构
黑龙江科技大学安全工程学院
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2024年第3期380-386,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51974111)。
文摘
为探究刀具对煤岩的损伤作用,通过引入损伤因子修正方法,数值模拟碟盘刀具截割煤岩过程,基于Mohr-Coulomb准则分别给出Weibull分布和声发射振铃计数的损伤因子计算方法。采用ABAQUS软件引入损伤因子参数,数值模拟碟盘刀具截割不同厚度煤岩的载荷特性,并与实验进行对比分析。结果表明,在截割厚度为5、10、15、20和25 mm的条件下,数值模拟与实验径向载荷上峰值均值误差分别为4.27%、0.45%、13.45%、8.50%和12.22%,修正模型的载荷预测平均误差为7.78%,符合工程实际要求,验证了将损伤因子引入到ABAQUS中的适用性和有效性。
关键词
碟盘刀具
损伤因子
煤岩
截割载荷
Keywords
disc
cutter
damage
factor
coal-rock
cutting
load
分类号
TD421.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
水射流辅助碟盘刀具截割煤岩载荷特性
8
作者
刘延婷
刘春生
徐鹏
郝鑫
任春平
机构
黑龙江科技大学安全工程学院
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《煤炭技术》
CAS
2024年第2期253-256,共4页
基金
国家自然科学基金项目(51974111,52204131)。
文摘
针对机械刀具截割煤岩效率低的问题,将水射流辅助截割技术应用到碟盘刀具截割煤岩。构建了水射流辅助刀齿截割煤岩的理论载荷模型,通过LS-DYNA软件分析了不同条件下水射流辅助刀齿破碎单位体积煤岩载荷。结果表明:理论和模拟径向载荷变化规律保持一致;适当增大水射流入口压力和喷嘴直径,减小入射角度,有利于提高水射流辅助效果,且影响程度从大到小依次为喷嘴直径、入口压力和入射角度。
关键词
碟盘刀具
水射流
复合破碎
载荷特性
Keywords
disc
cutter
water
jet
compound
crushing
load
characteristics
分类号
TD421 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于损伤力学的碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷
被引量:
4
9
作者
刘春生
程硕
李鑫鹏
机构
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《黑龙江科技大学学报》
2022年第3期380-386,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51974111,51674106)。
文摘
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
Keywords
disc
cutter
vibration
cutting
coal
rock
damage
mechanical
model
load
characteristic
分类号
TD421 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
TBM盘形滚刀切削饱水岩石试验研究
被引量:
4
10
作者
谭青
张逸超
夏毅敏
高浩
机构
中南大学高性能复杂制造国家重点实验室
中南大学轻合金研究院
中南大学机电工程学院
出处
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期914-921,共8页
基金
国家"973"重点基础研究发展计划资助项目(2013CB035401)
国家自然科学基金资助项目(51475478
+2 种基金
51274252
51074180)
湖南省科技重大专项资助项目(2014FJ1002)
文摘
为了研究不同类型(软岩-硬岩,高孔隙率-低孔隙率)岩石饱水情况下全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀的切削特性,选用砂岩、花岗岩、板岩、石灰华、混凝土5种岩石开展干燥条件与饱水条件下的滚刀切削破碎试验和破碎块筛分实验,并利用三向力传感器对侵入过程中的侵入力进行测定.对比分析滚刀切削过程的侵入力-侵深曲线、破碎块特征以及破碎比能耗等规律.试验结果表明:饱水后岩石强度下降6%~27%;饱水后岩石侵入系数较干燥条件下的降幅与岩石吸水率呈正相关性,Pearson相关系数为0.957;混凝土和石灰华干燥条件下瞬间破碎,而在饱水条件下抑制了裂纹的扩展;饱水后岩石破碎块度增大,硬岩在饱水后的破岩量下降,软岩破岩量增加;饱水后硬岩破碎的比能耗下降明显,平均下降37.8%,软岩的破碎比能耗上升,其中混凝土饱水后比能耗升高20%,石灰华升高81.6%.
关键词
TBM
盘形滚刀
含水率
侵入力-侵深曲线
破碎块度
比能耗
Keywords
TBM
disc
cutter
moisture
content
load
-penetration
curve
broken
pieces
specific
energy
分类号
TU433 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
复合地层盾构掘进滚刀荷载试验研究
被引量:
2
11
作者
干聪豫
苏伟林
刘泓志
李兴高
机构
中交隧道工程局有限公司
北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室
黄河勘测规划设计研究院有限公司
出处
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第S01期133-139,155,共8页
基金
国家自然科学基金(51978040)
文摘
为了探究复合地层盾构掘进时滚刀的荷载与开挖面岩石强度、切削速度、刀圈贯入度之间的关系以及滚刀在不同地层界面处的受力特征,开展了复合地层盾构滚刀掘进试验,采用原型滚刀分工况对多种材料组成的开挖面模型进行掘进试验,同时采集滚刀的荷载数据。研究结果表明:滚刀在依次切削粉质黏土、M2.5水泥砂浆、C15混凝土与C30混凝土时的荷载整体上呈阶梯上升的趋势,并始终处于波动状态;滚刀的荷载会随刀间距的增大有一定程度的增大,但增幅较小;滚刀在切削不同材料时的荷载随刀圈贯入度的增大呈近似的线性增大趋势,当切削脆性材料时该规律尤为明显;较大的材料刚度和滚刀贯入度使得被切材料发生更大的弹性变形,从而使得滚刀对材料做功以及材料破碎时的能量释放量都较大,造成滚刀荷载的波动幅度也有一定程度的增大;当刀盘转速增大时,滚刀荷载也呈增大趋势,增大幅度会随着刀盘转速的增大逐渐趋缓,其原因是切削速率的增大造成被切材料动态强度增大。
关键词
盾构掘进
滚刀荷载
复合地层
掘进试验
贯入度
切削速度
Keywords
shield
tunneling
disc
cutter
load
composite
strata
tunneling
experiment
cutting
depth
cutting
speed
分类号
U231.3 [交通运输工程—道路与铁道工程]
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
碟盘刀具破碎煤岩载荷谱的分形与FFT能量特征
被引量:
2
12
作者
刘春生
刘延婷
万丰
袁昊
机构
黑龙江科技大学
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2019年第3期293-298,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51674106)
黑龙江省省属本科高校基本科研业务费项目(Hkdqg201804)
文摘
为评价碟盘刀具径向切削与轴向振动复合破碎煤岩的性能,应用分形理论和FFT能量方法分析碟盘刀具数值模拟的载荷谱。通过分析总载荷谱在2^-8尺度下的盒维数和FFT能量特征,研究碟盘刀具复合破碎煤岩的性能与碟盘刀具楔面角度的关系。结果表明:随着楔面角度增大,碟盘刀具径向载荷增大,轴向载荷减小,总载荷增大,其方向角变化范围减小并逐渐趋向0°,呈现非对称周期性。随楔面角度增大,碟盘刀具总载荷盒维数逐渐减小,比能耗减小,破碎煤岩块度增大,粉尘量减小,归一化的FFT能量减小。该研究揭示了不同楔面角度下碟盘刀具破碎煤岩的比能耗与分形特征评价破碎性能的一致性,为实现高效破碎煤岩提供了参考。
关键词
碟盘刀具
载荷谱
盒维数
FFT能量
Keywords
disc
cutter
load
spectrum
box
countingdimension
FFT
energy
分类号
TD421.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
基于星点设计的碟盘刀具截割煤岩性能评价与预测
被引量:
1
13
作者
刘春生
车长瑞
机构
黑龙江科技大学
黑龙江科技大学机械工程学院
出处
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2021年第2期169-176,183,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51674111,51674106)。
文摘
为提高碟盘刀具截割煤岩性能,减小碟盘刀具载荷,以进给速度、切削厚度、振动频率设计了3因素5水平15组星点设计数值模拟,构建了数值模拟载荷回归模型,采用响应面法绘制等高线图确定了因素取值范围,根据熵值法分配权重后计算15组数值模拟综合评价值Wi,对比分析了碟盘刀具振动切削实验结果与回归模型预测值,验证回归模型的准确性。结果表明,通过星点设计与响应面法给出了进给速度、切削厚度、振动频率对碟盘刀具性能的影响范围。数值模拟结果与回归模型预测值平均偏差为1.98%,实验载荷谱径向载荷峰值均值与回归模型预测值平均偏差为14.19%。
关键词
碟盘刀具
载荷
星点设计
响应面法
等高线图
熵值法
综合评价
Keywords
disc
cutter
load
star
point
design
response
surface
method
contour
map
entropy
method
comprehensive
evaluation
分类号
TD421.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
不同地应力下TBM盘形滚刀破岩特性
被引量:
17
14
作者
夏毅敏
吴才章
顾健健
丛国强
唐露
张魁
机构
中南大学机电工程学院
中南大学高性能复杂制造国家重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期450-458,共9页
基金
国家重点基础研究发展计划("973"计划)项目(2013CB035401)
国家高技术研究发展计划("863"计划)项目(2012AA041801)
+1 种基金
国家自然科学基金资助项目(51274252)
湖南省科技计划项目(2013GK3003)~~
文摘
根据Mohr-Coulomb准则分析岩石强度与地应力的变化关系,对不同地应力下盘形滚刀破岩载荷模型进行修正;以锦屏二级水电站TBM掘进现场实测的数据为依据,建立有初始地应力和无初始地应力下盘形滚刀破岩仿真模型,并进行无初始应力滚刀破岩试验,研究盘形滚刀破岩载荷特性及岩石破碎特征。研究结果表明:随着地应力的增大,三向力载荷增大;在各个贯入度下,初始应力为28~36 MPa时与0 MPa时相比,垂直力和滚动力的增加幅度较大,增大幅度可达到70%以上,侧向力增加幅度最小;随着初始地应力的增加,滚刀总破岩量减少,破岩能耗上升;三向力理论计算值与仿真值吻合较好,相对误差范围在10%~21%之间;无初始应力下的破岩试验在一定程度上验证力学模型和仿真结果的正确性。
关键词
地应力
盘形滚刀
力学模型
贯入度
三向力载荷
Keywords
initial
stress
disc
cutter
mechanical
model
penetration
depth
three-dimensional
force
load
分类号
U455.31 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
复合地层不同岩石强度下滚刀贯入试验研究
被引量:
10
15
作者
李克金
张德文
李文
魏庆温
夏恩虎
张大庆
机构
中铁十四局集团隧道工程有限公司
中国科学院武汉岩土力学研究所
淮南矿业(集团)有限责任公司地质勘探工程处
出处
《现代隧道技术》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期148-155,共8页
文摘
复合地层对滚刀的破岩效率及掘进参数有较大影响。文章针对济南市轨道交通R1线一标段复合地层盾构区间,开展了不同强度试件滚刀贯入力学试验,研究了不同贯入速率对滚刀破岩的影响。结果表明:岩石强度越大,抗侵入系数越大,脆性破坏越明显,滚刀受到的冲击荷载就越大;贯入速率对滚刀破岩的影响与岩石强度的类似,但跃进点贯入荷载、荷载跌落值和临界贯入度都与贯入速率呈对数函数关系;滚刀破岩过程可以划分为压密阶段、密实核形成和发展阶段、裂纹贯通失稳阶段和残余强度阶段。
关键词
复合地层
岩石强度
常截面滚刀
贯入试验
跃进点
荷载
Keywords
Mix
stratum
Rock
strength
Constant
cross-section
disc
cutter
Penetration
test
Jumping
point
load
分类号
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石节理倾角和间距对隧道掘进机破岩特性影响的试验研究
邹飞
李海波
周青春
莫振泽
朱小明
牛磊
杨风威
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
44
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职称材料
2
碟盘刀具振动切削煤岩的理论力学模型与载荷特性
刘春生
李德根
袁昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
16
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职称材料
3
轴向振动截割下碟盘刀刃与煤岩作用机制及其载荷模型
刘春生
刘延婷
李德根
刘若涵
任春平
袁昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
8
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职称材料
4
不同楔面角度碟盘刀具切削煤岩的载荷与小波能量熵
刘春生
袁昊
张艳军
齐立涛
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2018
12
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职称材料
5
滚刀载荷监测及刀盘载荷分布规律实验研究
孙振川
陈雪峰
杨延栋
《科学技术与工程》
北大核心
2021
6
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职称材料
6
碟盘刀具轴向振动破碎煤岩载荷模拟与粉碎量研究
刘春生
袁昊
李德根
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
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职称材料
7
基于损伤因子修正本构关系的煤岩截割载荷数值模拟
郝鑫
刘春生
赵迎港
程硕
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2024
0
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职称材料
8
水射流辅助碟盘刀具截割煤岩载荷特性
刘延婷
刘春生
徐鹏
郝鑫
任春平
《煤炭技术》
CAS
2024
0
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职称材料
9
基于损伤力学的碟盘刀具振动截割煤岩径向载荷
刘春生
程硕
李鑫鹏
《黑龙江科技大学学报》
2022
4
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职称材料
10
TBM盘形滚刀切削饱水岩石试验研究
谭青
张逸超
夏毅敏
高浩
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
4
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职称材料
11
复合地层盾构掘进滚刀荷载试验研究
干聪豫
苏伟林
刘泓志
李兴高
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
12
碟盘刀具破碎煤岩载荷谱的分形与FFT能量特征
刘春生
刘延婷
万丰
袁昊
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2019
2
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职称材料
13
基于星点设计的碟盘刀具截割煤岩性能评价与预测
刘春生
车长瑞
《黑龙江科技大学学报》
CAS
2021
1
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职称材料
14
不同地应力下TBM盘形滚刀破岩特性
夏毅敏
吴才章
顾健健
丛国强
唐露
张魁
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
17
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职称材料
15
复合地层不同岩石强度下滚刀贯入试验研究
李克金
张德文
李文
魏庆温
夏恩虎
张大庆
《现代隧道技术》
EI
CSCD
北大核心
2020
10
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职称材料
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