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基于LS_DYNA的掘进机截齿有限元分析

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更新时间：2014-09-15
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基于LS_DYNA的掘进机截齿有限元分析
Abstract：To determine the force, stress distribution and breaking causes of roadheader picks, loadings on a
single pick are simulated with MATLAB, and the explicit dynamic analysis of the pick during whole cutting
operation is carried out with ANSYS/LS-DYNA. The results show that the force on the pick varies with the
thickness of the cutting scrap, and both the maximum deformation and the maximum stress appear at the head
of the pick. The study results offer theoretical references for the further structural improvement of the pick.
Keywords：roadheader; pick; LS-DYNA; FEA
截齿作为掘进机上的主要工作部件，是反映掘进
机截割效率高低的关键。分析岩石掘进机截齿
的载荷、受力情况与应力分布，对于研究岩石截割时
截齿的失效原因与破坏机理，改进截齿的设计，提高
其使用寿命和工作可靠性，解决岩石掘进机的截割效
率与经济效益，具有重要意义[1]。
载荷模拟和计算机技术的发展为截齿截割岩石
的研究提供了新的途径。文献 [1] 利用 MATLAB 对
掘进机截齿进行了载荷模拟，文献 [2] 利用 ANSYS/LS-DYNA 对潜孔钻头的破岩过程进行了仿真分析，
文献 [3] 利用 LS-DYNA3D 对冲击载荷下潜孔锤钻头
硬质合金球齿的冲击钻进混凝土过程进行了仿真。笔
者通过 MATLAB 软件模拟载荷，确定 EBZ160 型悬
臂式纵轴掘进机单个截齿在横切工况下截割岩石时的
载荷，并利用 ANSYS/ LS-DYNA 软件对截齿进行有
限元分析。 ...

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