基于ABAQUS的滚刀破岩参数对滚动力及比能的影响

目的研究滚刀破岩过程中,贯入度与滚刀所受平均滚动力之间的相应关系,分析刀间距、贯入度以及线速度三因素对比能的影响.方法利用ABAQUS有限元仿真软件,建立双滚刀直线切割大理岩的运动模型,模拟5种不同贯入度的滚刀破岩过程,得出不同贯入度条件下滚刀所受平均滚动力的大小;基于正交试验法,选出具有代表性的三因素三水平的参数组合进行仿真,通过极差分析找出不同因素变化对比能的影响规律.结果贯入度由4 mm增加到8 mm,滚刀所受平均滚动力近似线性增长,变化平缓;贯入度由8 mm增加到12 mm,滚刀所受平均滚动力增长幅度大,变化明显.正交试验中,刀间距对比能的均值极差为0.96 MJ/m^3;贯入度对比能的均值极差为0.41 MJ/m^3;线速度对比能的均值极差为0.26 MJ/m^3.结论在刀间距和线速度保持不变的条件下,滚刀所受平均滚动力与贯入度呈正比,而与s/p比值呈反比.通过分析刀间距、贯入度以及线速度变化对比能影响的主次性,得出刀间距影响最大,其次是贯入度,线速度影响最小.研究结果为提高滚刀破岩效率提供了参考.

滚刀不同滚压速度对含节理特征的岩石适应性研究

为揭示岩石节理特征下滚刀滚压速度变化对破岩效率的影响,明确滚刀滚压速度与岩石节理特征共同变化下的岩石比能变化规律,采用ABAQUS有限元软件,选择花岗岩为研究对象,建立破岩模型,模拟滚刀滚压速度变化下的破岩过程,分析不同滚压速度与节理特征下滚动力的大小,以及比能变化趋势和破碎效果。试验结果表明:岩石节理间距一定时,滚压速度越大,滚刀所受平均滚动力越大,破岩比能越大;在滚压速度一定时,节理间距从120 mm增至200 mm时,破岩比能增大;岩石节理间距为120 mm时,比能变化平稳;固定岩石节理间距下,节理倾角变大,破岩比能呈现先增大后减小的趋势;当岩石节理间距与节理倾角一定时,滚压速度增大,滚刀平均滚动力增大,比能增大,破岩效率降低。滚刀滚压速度对节理岩石破碎效率有重要影响;节理特征对破碎效率有较大影响。