刨煤機刨刀刨削煤巖力學特性研究及其優(yōu)化設計.pdf

1、刨煤機是開采薄煤層的采煤機械，隨著薄煤層開采向自動化、少人或無人工作面開采方向發(fā)展，刨煤機需求越來越緊迫。刨煤機在設計初期就應該全面考慮主要零部件的力學性能、強度和壽命問題，但目前采用的設計方法大多數(shù)為傳統(tǒng)設計方法，開發(fā)周期長、成本高，無法預知刨煤機關鍵零部件刨削煤巖時的受力情況。
　　論文主要思路為針對滑行刨煤機實際使用情況，考慮目前刨煤機設計狀況，在對刨煤機刨刀刨削煤巖實驗研究基礎上，結合刨煤機刨削煤巖的理論研究，通過構建煤巖

2、損傷本構模型，對刨刀刨削煤巖進行模擬仿真分析，獲得刨煤機刨刀刨削煤巖的載荷數(shù)據(jù)，并對刨煤機刨刀進行優(yōu)化設計。圍繞該思路開展的主要研究內容為:
　　(1)通過自行研制的刨煤機實驗臺和設計的新型刨刀測力系統(tǒng)，對刨煤機刨削煤巖進行實際測試。得到在不同刨刀結構參數(shù)、不同工況參數(shù)、不同煤巖硬度下刨刀受力測試結果，分析各種因素對刨煤機刨削煤巖力學性能的影響。
　　(2)通過研究刨煤機刨削煤巖的破碎機理，分析影響刨削煤巖過程的主要因素，研

3、究了刨刀主要幾何參數(shù)和刨煤機工況參數(shù)等因素對破碎煤巖的影響。通過分析刨刀刨削力計算方法，對實驗數(shù)據(jù)進行計算，分析刨削力的峰值載荷和載荷譜;
　　(3)針對實驗測試所用假煤巖的基本特性，修正了現(xiàn)有的本構模型，研究了本構單元在變形過程中經歷的線彈性變形、蠕變、塑性屈服、硬化以及最后脆性崩裂的幾個階段，建立了適用于論文刨削實驗所用的煤巖損傷本構模型;
　　(4)應用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA建立了刨削過程的動力學模型，模