岩石疏浚用刀齿的切削机理研究

发布时间：2017-04-29 05:07

  本文关键词：岩石疏浚用刀齿的切削机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：刀齿切削岩石在碎岩工程中的应用越来越广泛，但切削中刀齿受力的计算方法仍然很不成熟。本文为了提高绞吸挖泥船疏浚岩石的能力而进行了刀齿岩石切削基础研究，，其重点探讨单个刀齿线性切削岩石时的受力问题，以及能量消耗。结合已有的岩石切削理论和刀齿岩石切削试验，对岩石切削机理进行了探讨，详细的分析了刀齿切削岩石中，岩石性质、切削参数和刀齿形状对切削力和比能的影响。利用试验数据，分析了切削力与比能和影响参数两两之间的相互关系，结合切削理论建立了适当的回归公式，并进行了方差分析。本文提出了“切削前角通过改变切削力计算公式中岩石抗拉强度和单轴抗压强度的幂指数大小来反映其对切削机理的影响”和“凿齿岩石切削可以视作二维岩石切削与圆锥齿岩石切削的合成”等观点，并基于这些观点建立了新的切削力估算模型，结合试验数据，初步验证了新建立的切削力估算公式比已有的切削力估算公式更适合用于刀齿岩石切削的受力估算，同时也初步验证了本文提出的观点。根据分析讨论的结果，确定了需要结合切削试验进一步探讨的问题，并设计了试验方案，初步的完成了岩样性质测定试验和数据处理。作为基础研究，本文建立的切削力和比能估算公式和相关结论不仅适用于绞吸挖泥船岩石疏浚的研究，同时也可以为其他岩石破碎设备研究提供参考。
【关键词】：岩石切削机理 刀齿 切削力 比能 切削参数 试验设计
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U674.31
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 刀齿岩石切削的研究现状10-19
• 1.1.1 刀齿岩石切削研究进展10-17
• 1.1.2 刀齿岩石切削的工程应用17-19
• 1.2 绞吸挖泥船刀齿切削岩石19-23
• 1.2.1 绞吸挖泥船挖岩的发展20-22
• 1.2.2 绞吸挖泥船刀齿岩石切削的独特性22-23
• 1.3 小结23-24
• 第二章 刀齿岩石切削的力学模型24-46
• 2.1 岩石的性质和失效准则简介24-32
• 2.1.1 岩石的性质24-29
• 2.1.2 岩石的强度准则29-32
• 2.2 刀齿岩石切削的破碎机理32-35
• 2.2.1 刀齿岩石切削的破碎形式32-33
• 2.2.2 刀齿岩石切削的破碎过程33-35
• 2.3 刀齿岩石切削力学模型35-44
• 2.3.1 拉伸破坏力学模型35-41
• 2.3.2 剪切破坏力学模型41-43
• 2.3.3 其他力学模型43-44
• 2.4 小结44-46
• 第三章 岩石性质对切削的影响46-74
• 3.1 评估岩石切削效益的主要指标46-50
• 3.1.1 切削力46-47
• 3.1.2 破岩速率47-48
• 3.1.3 比能48-49
• 3.1.4 刀齿损耗49-50
• 3.1.5 小结50
• 3.2 岩石性质与切削力和比能的关系50-72
• 3.2.1 岩石强度与切削力和比能的关系50-65
• 3.2.2 岩石的弹性模量与切削力和比能的关系65-68
• 3.2.3 岩石的硬度与切削力和比能的关系68-71
• 3.2.4 岩石的其他性质与切削力和比能的关系71-72
• 3.3 小结72-74
• 第四章 切削参数和刀齿形状对切削的影响74-110
• 4.1 切削参数与切削力和比能的关系74-101
• 4.1.1 切削厚度与切削力和比能的关系75-85
• 4.1.2 切削间距与切削力和比能的关系85-94
• 4.1.3 切削前角与切削力和比能的关系94-98
• 4.1.4 切削后角对切削力和比能的影响98-99
• 4.1.5 切削速度对切削力和比能的影响99-101
• 4.1.6 其他切削参数对切削力和比能的影响101
• 4.2 刀齿形状与切削力和比能的关系101-108
• 4.2.1 凿齿和圆锥齿在岩石切削中的优缺点102-103
• 4.2.2 圆锥齿的形状对切削的影响103-104
• 4.2.3 凿齿的形状对切削的影响104-108
• 4.3 小结108-110
• 第五章 刀齿破岩的切削力和比能估算110-132
• 5.1 二维刀齿破岩的切削力和比能估算110-112
• 5.1.1 二维刀齿破岩的切削力估算110-111
• 5.1.2 二维刀齿破岩的比能估算111-112
• 5.2 圆锥齿破岩的切削力和比能估算112-122
• 5.2.1 圆锥齿破岩的切削力估算113-118
• 5.2.2 圆锥齿破碎的比能估算118-122
• 5.3 凿齿破岩的切削力和比能估算122-130
• 5.3.1 凿齿破岩的切削力估算122-129
• 5.3.2 凿齿破岩的比能估算129-130
• 5.4 小结130-132
• 第六章 岩石切削试验设计和岩样性质测定132-150
• 6.1 岩石切削试验设计132-139
• 6.1.1 试验目的和方法132-133
• 6.1.2 切削试验方案设计133-139
• 6.2 岩样基本性质测定139-149
• 6.2.1 岩石性质测定试验方案设计139-141
• 6.2.2 岩样准备141-145
• 6.2.3 岩石性质测定试验145
• 6.2.4 试验数据处理145-149
• 6.3 小结149-150
• 第七章 总结150-152
• 7.1 主要工作和研究成果150-151
• 7.2 展望151-152
• 参考文献152-156
• 致谢156-157
• 攻读学位期间发表的学术论文目录157

【参考文献】

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本文编号：334249