复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒力学行为研究

为研究复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒的力学行为,基于Drucker-Prager屈服准则构建出煤岩材料的本构模型。通过对螺旋滚筒截割过程进行了数值模拟,得到了煤岩体的应力分布、截齿以及螺旋滚筒的受力变化规律。在0°~12°范围内,随着倾斜角的增加,截齿受力均值增大了30.9%。牵引速度增大使得与截齿接触的煤岩体所积聚的弹性能量和脆性增加,煤、岩体应力最大增幅分别为40.1%和9.3%;螺旋滚筒转速降低使得与截齿接触的煤岩体应力有所降低,煤、岩体应力最大降幅分别为27.0%和7.5%。牵引速度增大及螺旋滚筒转速的降低使得三向力中牵引阻力的增幅最大,其最大增幅为91.73%。螺旋滚筒载荷大小及波动随截割对象性质不同而出现明显的变化。

随机载荷作用下刨煤机刀座动态特性及疲劳寿命分析

为研究刨削过程中刀座在随机载荷作用下的动态特性及其疲劳寿命,根据BH38/2×400型刨煤机应用煤层煤样性质结合刨煤机结构及其运动参数,利用项目组编制的"刨煤机设计计算系统"软件计算出了刨刀受到的随机载荷,并将刨刀所受载荷施加给刨煤机多体系统模型进行仿真。仿真得到了刀座在工作过程中的动应力及变形情况,通过对刀座应力信息进行雨流计数处理预测出刀座的疲劳寿命。研究结果表明:在与煤发生复杂力学作用下,刀座受力具有非线性的特点;刀座矩形通槽与刨刀背脊接触位置以及刨刀安装方形螺钉所在位置承受较高动应力;采用雨流计数法对刀座累积疲劳损伤进行分析,预测得到刀座疲劳寿命约为475.7 d;通过对刨削试验测得的刨削阻力与计算值进行比较,结合刨煤机实际应用情况,验证了仿真结果的准确性。