硬质黏土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理。利用数值模拟技术,建立刀齿切削硬质黏土的三维分析模型。土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质黏土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质黏土全物理过程的数值仿真,分析不同时刻的土体变形状态,得到刀齿的切削荷载。结果表明,对于所选定的硬质黏土参数,切削厚度分别为50、100和150 mm时,数值模拟与切削试验的误差分别为27%、9%和5%。考虑到土体的不均匀性,建议用数值模拟结果的切削力峰值表达切削荷载。
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