振动与冲击2021，Vol.40Issue(3) ：165-171,194.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.03.022

基于弹-塑-断裂理论的镐型截齿截割机理研究与实验验证

Cutting mechanism of conical pick based on elastic-plastic-fracture theory and test verification

王鑫 徐兰欣 陈洪月 白杨溪 陈洪岩
振动与冲击2021，Vol.40Issue(3) ：165-171,194.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.03.022
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基于弹-塑-断裂理论的镐型截齿截割机理研究与实验验证

Cutting mechanism of conical pick based on elastic-plastic-fracture theory and test verification

王鑫 1徐兰欣 2陈洪月 3白杨溪 4陈洪岩4
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作者信息

  • 1. 辽宁工程技术大学矿产资源开发利用技术及装备研究院,辽宁阜新 123000
  • 2. 西安科技大学管理学院,西安 710054
  • 3. 辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000;煤炭工业协会高端综采成套装备动力学测试与大数据分析中心,辽宁阜新 123000
  • 4. 辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000
  • 折叠

摘要

为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤岩在弹性变形、塑性变形和断裂失稳状态下截齿截割力以及煤岩应力表达式.最后采用自主搭建实验设备进行不同截割倾角的镐型截齿截割煤岩实验,实验结果表明:煤岩在截齿截割力作用过程中,随着截齿截割深度的增加,截齿与煤岩的接触面积逐步增大,煤岩存在弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂失稳阶段并与理论模型相符;截割倾角为90°、75°、60.时,截齿截割阻力理论值与实验值的均方根误差分别为0.082 kN、0.199 kN、0.204 kN,理论值与实验值相差较小,验证理论模型的正确性.

关键词

截齿/截割机理/弹塑性力学/断裂力学

引用本文复制引用

基金项目

国家自然科学基金面上项目(51874157)

国家能源研发(实验)中心重大项目(2010_215)

辽宁省教育厅项目(LJ2019QL018)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.898
ISSN：1000-3835
被引量5
参考文献量2
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