دانلود پوستر این مقاله

شبیه سازی عملکرد دیسک در برش دورانی سنگ

ابراهیم فرخ، حمید رخی، داود لطفی

چكيده

نیروهای اعمال شده به دیسک‌های برشی در نواحی مختلف کله‌حفار (ناحیه مرکزی، میانی، و محیطی) از جمله مهمترین پارامترهای طراحی ماشین‌های تونلزنی در زمین‌های سخت است. این نیروها شامل نیروی عمودی، نیروی چرخشی، و نیروی جانبی می باشند که در تعیین پارامترهای هندسه برش (فاصله داری و نرخ نفوذ) ابزار حفاری به کار گرفته می گردند. مدل‌های موجود برای برآورد این نیروها بر پایه نتایج آزمایش‌های برش خطی توسعه یافته‌‌اند. این در حالی است که در واقع برش انجام شده با یک دیسک برشی به صورت دورانی انجام می شود که نتایج متفاوتی را نسبت به برش خطی به همراه دارد. برای رفع این نقیصه، در این مقاله نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده برای حالت برش دورانی با استفاده از نرم افزار LS-DYNA ارائه شده است. هدف اصلی در این تحقیق، توسعه یک مدل جدید برآورد نیروهای اعمال شده به دیسک در حالت برش دورانی برای در نظر گرفتن مشخصات مرتبط با موقعیت شعاعی، سطح تماس و نیروهای جانبی اعمال شده به دیسک‌ها است. بر اساس تحلیل رگرسیون ساده نتایج شبیه‌سازی‌ها، افزایش مقاومت تک محوری سنگ، سطح تماس و فاصله داری دیسک‌ها، باعث افزایش نیروهای اعمال شده به دیسک برشی می‌شود. با این حال، افزایش موقعیت شعاعی دیسک‌ها باعث کاهش نیروهای جانبی و چرخشی اعمال شده به آنها می گردد. این کاهش نیروها به دلیل کاهش انحنای مسیر برش در موقعیت‌های شعاعی دورتر از مرکز کله‌حفار می‌باشد. بر اساس این نتایج و با به کارگیری تحلیل رگرسیون چند جمله‌ای، مدلی برای برآورد نیروهای عمودی، چرخشی، و جانبی با ضریب تعیین80 تا90 درصد ارائه شده است.

واژه‌هاي كليدي: دیسک برشی، شبیه سازی، برش دورانی، نیروی عمودی، نیروی چرخشی.