تحلیل عددی نیروهای وارد بر تیغه دیسکی در فرآیند برش خطی سنگ با استفاده از روش المان محدود

Abstract

از مهم‌ترین نتایج فرآیند برش خطی سنگ، برآورد دقیق و واقعی نیروهای برش وارد بر تیغه دیسکی است که می‌تواند مقدمه‌ای برای توسعه مدل‌هایی جهت پیش‌بینی عملکرد ماشین‌های حفر تمام مقطع تونل (TBM) باشد. در این مطالعه، مدلسازی عددی فرآیند برش سنگ با تیغه دیسکی با استفاده از کد تجاری المان محدود ABAQUS انجام شده است. برای راستی آزمایی مدل، از نتایج آزمایشگاهی آزمون برش خطی (LCM) محققان پیشین استفاده شده است. پس از حل مدل پیشنهادی، نیروهای وارد بر دیسک در سه راستا از مدل برش نتیجه‌ شد و میانگین هر کدام با استفاده از کدی که در محیط نرم‌افزار MATLAB توسعه داده شد، محاسبه‌ شده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدلسازی عددی خطای 1/11 درصد برای میانگین نیروی نرمال، 6/5 درصد برای میانگین نیروی غلتشی، و 10 درصد برای میانگین نیروی جانبی را نشان می‌دهد. با مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی و آزمایش برش خطی، می‌توان نتیجه گرفت که مطابقت بسیار خوبی میان آنها برقرار است.