刨煤机刨刀破煤过程计算机仿真模拟分析.pdf

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1、第33卷第1期煤炭技术V0l_33．No．O12014年1期CoalTechnologyJan．2014芒}等∈∈、0煤矿机械：I：三卜三}三}；-三}兰}；刨煤机刨刀破煤过程计算机仿真模拟分析乔海珍，田润芙．刘晓瑜(张家口职业技术学院．河北张家IS1075051)摘要：为了得到详细的刨煤机在工作中的应力应变曲线，为刨煤机及刨刀优化提供相关参数，采用ANSYS中的LS—DYNA模块对整个刨煤机的刨煤过程进行计算机仿真模拟得到了不同结构的刨刀在与煤体接触过程中的应力应变的时间历程曲线，通过对比不同刨刀的受力及破坏形式，提出了优化刨刀的设计方案。关键词：刨煤机；LS—DYNA；计算机仿真；优化设计

2、；刨刀中图分类号：TD421．．6文献标志码：A文章编号：1008—8725(2014)01—0016—03ComputerSimulationAnalysisofMinePlowPlanerCoalBreakingProcessQIAOHai—zhen，TIANRun—fu．LIUXiao—vu(ZhangjiakouCollegeofVocationalandTechnology，Zhan~iakou075051，China)Abstract：Inordertoploughdetailedintheworkofthestress—straincurve，providetherelevant

3、parametersfortheploughandplanningoptimization，thewholeploughploughingprocessofLS-DYNAmoduleinANSYSbycomputersimulation．DiferentstructuresareincontactwithcoalintheprocessofthechangeofstressandstraintimehistoryCHIVewasobtained，throughcapacityandfailureformbycomparisonofdifferentplanes，putsforwardthede

4、signschemeoptimizationplaners．Keywords：coalplaner；LS—DYNA；computersimulation；optimizationdesign；tool程曲线．为刨刀结构的优化提供了理论和数据支持0引言在用综采法进行采煤的过程中．刨煤机是必不可2建立刨刀工作仿真模型少的机械设备之一．它的工作效率及可靠性直接影响2．1煤层材料及刨刀材料的确定着掘进的效率和煤的产量刨煤机能够适应瓦斯和对于煤层材料选择的是在建立煤体模型中广粉尘浓度较高的工作面．主要针对煤层厚度在薄或者泛被采用的弹塑性材料刨刀的工作过程中具有非极薄的情况．并且由于它具有开采成本低、操作

5、简单、线性和瞬时性的特点．它的变形过程不只包括弹煤块度大、自动化程度高等特点，在井下应用十分广塑性变形．而且还包括非线性的蠕变和松弛等泛。过程．因此在选择材料过程中要充分考虑上述特1刨刀破煤计算机仿真模拟的提出点．能够合理地反应出应力应变之间的关系经过研究．将煤体的材料定义为LS—DYNA软件中的材在我国．根据探明的储量．厚度在薄煤层以下的料模型*MATDRUCKEPRAGER来模拟煤体的煤炭储量占到总煤炭储量相当多的部分．因此刨煤机本构关系．在定义失效材料的时候选择是软件中的应用前景十分广泛整个刨煤机系统中最关键的部件就是刨刀(也叫刨头)．它是直接作用在煤上的构的*MATADDEROSION

6、的材料模型．而煤体的物件．它设计的合理与否直接决定着整个刨煤机的工作理力学参数选取的数据来源是单轴和j轴的压缩试和采煤的效率．因此对刨煤机刀头进行优化设计．具验及硬度塑性系数试验有十分重要的意义以往的刨刀设计及整个刨煤机对于刨刀的材料．选择的是线弹性材料．材料模型优化设计大都以实际施工经验和总结出来的经验公的关键字是*MATFLASTIC刨刀支座则选取的是硬式来进行．为刨煤机的发展做出了相当大的贡献．使质合金材料．这种材料的软件关键字是*MATRIGID．得刨刀和整个刨煤机系统得到了长足的发展但是．如表l是具体的各材料模型的物理力学参数目前这种优化方法似乎已经出现瓶颈．很难再去为优表1仿真模型

7、中的材料参数化设计提供更大的指导．文章用ANSYS中的LS—材料密度弹性模量泊松比凝聚力内摩擦角坚固性DYNA模块对整个刨煤机刨刀切割煤层的_丁作过程名称。／MPa／MPa／rad系数煤壁进行了数值模拟，很好地模拟了刨刀切割过程中的非合金刀头线性和瞬时性．结果具有很好的说服力．得到了不同刨刀体结构的刨刀在与煤接触过程中的应力应变的时间历刨刀座收稿日期：2013—02—20；修订日期：2013—08