大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟

针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。

绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀设计与研究

结合建造大功率绞吸挖泥船的需要,设计适用于挖掘岩石的大功率绞刀;按照相关经验公式对绞刀挖掘岩石进行受力分析;根据受力分析的结果,利用有限元分析软件对绞刀进行结构强度计算与分析,结果表明满足设计要求;利用CFD软件对绞刀流场进行模拟与分析,理论验证刀臂导送沟槽优越性;通过实验室模型试验验证绞刀各主要参数设计合理;根据各项分析及验证结果对绞刀各主要参数进行优化设计,提高绞刀的挖岩效率。大功率挖岩绞刀设计与研究的方法与流程,可为相关人员提供有益参考。

基于CFD技术的5000 kW挖岩绞刀内部流动分析

绞刀的吸入性能极大影响疏浚工程的施工效率,研究绞刀内的流动特性对提高绞刀吸入性能意义重大。采用雷诺时均纳维斯托克斯(RANS)湍流模型的计算流体动力学(CFD)方法,对绞刀刀臂处是否带有沟槽设计的2种结构形式绞刀内部流动进行数值模拟,对2款绞刀内部的流动特性进行对比分析,验证沟槽设计的合理性及优越性,为5 000 k W挖岩绞刀的优化设计提供技术支持。

挖泥船绞刀挖岩过程的数值模拟

针对挖泥船绞刀挖岩过程中绞刀切削力难以预测的问题,本文应用有限元方法建立了模拟绞刀挖岩过程的三维分析模型。采用罚刚度的接触约束算法确定绞刀与岩体的接触状态和接触作用力,利用扩展的DruckerPrager塑性模型以及包含单元删除功能的损伤演化模型模拟岩体变形及破碎,从而获得了绞刀挖岩过程中绞刀的切削力,并进行了实验验证。结果表明:绞刀转速恒定时,切削载荷和功率均随绞刀横移速度增大而显著增大;绞刀横移速度恒定时,功率随转速增大而增大,但切削载荷却有所下降;适当降低绞刀转速和提高横移速度有利于降低岩石切削比能。这些结果可为新型挖泥船绞刀设计提供参考。

绞刀齿空间位置和姿态的定位技术

绞刀在制作完成以后或者齿座在修复以后,刀齿的位置和姿态都难以被检验,主要原因是传统方法难以对绞刀齿进行准确的空间定位。从检验装置获得了定位点的坐标,然后以中间坐标系为纽带,推导刀齿在基准状态和空间状态的两个坐标系的复合变换关系,并得出变换矩阵的表达形式,建立绞刀齿空间位置和姿态的表达方法,解决了绞刀齿空间定位的问题。结果表明,该技术能够快速进行刀齿的空间定位,能够用于绞刀制作后或者齿座修复后的刀齿位置和姿态检验。