离散元法用于绞刀齿切削珊瑚礁岩过程的三维模拟

作者：林挺; 冯沛洪; 马源; 郭涛^*

来源：中国港湾建设, 2019, 39(02): 10-15.

• 切削岩石
• 离散元
• 珊瑚礁岩
• 刀齿设计

绞刀齿在挖掘破碎岩石过程中的具体受力情况不明确是影响挖岩绞刀设计、优化与校核的难点。采用离散的球形颗粒,基于Hertz-Mindlin模型与颗粒粘合模型构建岩体,参考珊瑚礁岩的力学特性,通过巴西劈裂与单轴抗压的数值实验,选定并验证了用于构建饱和礁灰岩三维数值模型的合理参数。采用相同的数值方法模拟了绞刀上第4排刀齿切削珊瑚礁岩的过程,给出了刀齿切削力和切削力矩随切削角度的变化。将刀齿的最大时均受力结果导入有限元软件中进一步处理,得到了刀齿上的最大变形以及应力分布情况。计算结果佐证了计算刀齿的设计与安装角度满足挖掘珊瑚礁岩的强度要求,计算模型为类似岩土机具的设计提供了参考。

• 单位
  建筑工程学院; 上海交通大学; 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司