SPH法数值仿真三维切削破岩和切削力估算

发布时间：2017-11-21 20:04

  本文关键词：SPH法数值仿真三维切削破岩和切削力估算

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【摘要】：以Mohr-Coulomb模型描述岩石,在LS-DYNA中用SPH(Smootheed Particle Hydrodynamics)法模拟三维刀齿切削破岩,探讨切削参数和岩石性质对切削力的影响.基于切削力随各切削参数和岩石性质的变化规律,建立切削力估算公式.用所得公式计算切削力,并与实验值进行比较.仿真结果表明:切削厚度、切削前角、切削宽度、岩石的内聚力和内摩擦角对切削力影响显著,切削速度在较低范围内变化时对切削力影响非常小.三维切削仿真能够较好地反映刀齿两侧岩石颗粒对切削的影响,比二维理论模型更接近实际.所得切削力估算公式能准确计算仿真中的平均切向力,且其计算值能与实验吻合较好.验证了基于SPH法的数值仿真用于研究刀齿切削破岩的可靠性.
【作者单位】： 上海交通大学海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51179104)
【分类号】：TU45;TU63
【正文快照】： 刀齿切削破岩广泛应用于隧道掘进、采矿、钻井、港口和航道修建等工程,未来还有望应用于深海采矿工程.由于切削破岩机制复杂,故切削力难以准确估计.虽然有大批学者对该问题进行了深入研究,但至今没有非常完善而普适的理论.随着数值方法在各个领域取得的突破,国内外不少学者开，

本文编号：1212097