تحلیل عددی نیروهای وارد بر برش¬دهنده دیسکی در فرآیند برش خطی سنگ توسط روش FEM
چکیده
از مهم‌ترین نتایج فرآیند برش خطی سنگ، برآورد دقیق و واقعی نیروهای برش وارد بر برشدهنده 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 توسط برشدهنده دیسکی با استفاده از کد تجاری المان محدود ABAQUSمطرح‌شده است و جهت راستیآزمایی مدل، از نتایج آزمایشگاهی آزمون برش خطی (LCM) بر سنگ آهک ایندیانا توسط رستمی (1997) استفاده شده است. پس از حل مدل پیشنهادی، نیروهای وارد بر مدل برشدهنده دیسکی در سه راستا از مدل برش خروجی گرفته‌شده است و میانگین هرکدام توسط کدی که در محیط نرمافزار MATLAB توسعه داده شد، محاسبه‌شده است. مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی و آزمایش برش خطی نشان میدهد که مطابقت بسیار خوبی بین آنها برقرار است.مراجع
Lawn, B.; Swain, M., Microfracture beneath point indentations in brittle solids. Journal of Materials Science 1975, 10 (1), 113-122.
Cho, J.-W.; Jeon, S.; Jeong, H.-Y.; Chang, S.-H., Evaluation of cutting efficiency during TBM disc cutter excavation within a Korean granitic rock using linear-cutting-machine testing and photogrammetric measurement. Tunnelling and Underground Space Technology 2013, 35, 37-54.
Bilgin, N.; Tuncdemir, H.; Balci, C.; Copur, H.; Eskikaya, S. In A model to predict the performance of tunneling machines under stressed conditions, Proceedings of the AITES-ITA 2000 World Tunnel Congress, Durban, Published by The South African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg, Republic of South Africa, May, 2000; pp 13-18.
Kou, S.; Liu, H.; Lindqvist, P.-A.; Tang, C., Rock fragmentation mechanisms induced by a drill bit. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2004, 41, 527-532.
Liu, H.; Kou, S.; Lindqvist, P.-A.; Tang, C., Numerical simulation of the rock fragmentation process induced by indenters. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2002, 39 (4), 491-505.
Park, K.; Chang, S.; Choi, S.; Jeon, S. In Prediction of the optimum cutting condition of TBM disc cutter in Korean granite by the linear cutting test, Proceedings, Korean Society for Rock Mechanics Conference, 2006; pp 217-236.
Gong, Q.-M.; Zhao, J.; Jiao, Y.-Y., Numerical modeling of the effects of joint orientation on rock fragmentation by TBM cutters. Tunnelling and underground space technology 2005, 20 (2), 183-191.
Bejari, H.; Hamidi, J. K. In Simultaneous effects of joint spacing and orientation on the penetration rate of TBM using numerical modeling, ISRM International Symposium on Rock Mechanics-SINOROCK 2009, International Society for Rock Mechanics: 2009.
Cho, J.-W.; Jeon, S.; Yu, S.-H.; Chang, S.-H., Optimum spacing of TBM disc cutters: A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method. Tunnelling and Underground Space Technology 2010, 25 (3), 230-244.
Rostami, J., Development of a force estimation model for rock fragmentation with disc cutters through theoretical modeling and physical measurement of crushed zone pressure. Colorado School of Mines: 1997.
Mattar, P. In Permeability of intact and fractured Indiana Limestone, Masters Abstracts International, 2009.
Schmidt, R. A., Fracture-toughness testing of limestone. Experimental Mechanics 1976, 16 (5), 161-167.
Nilsen, B.; Ozdemir, L. In Hard rock tunnel boring prediction and field performance, PROCEEDINGS OF THE RAPID EXCAVATION AND TUNNELING CONFERENCE, SOCIETY FOR MINING, METALLOGY & EXPLORATION, INC: 1993; pp 833-833
Shaoquan, K., Some basic problems in rock breakage by blasting and by indentation. Doctoral Thesis Lulea University of Technology, Lulea, Sweden 1995.
Balci, C.; Tumac, D., Investigation into the effects of different rocks on rock cuttability by a V-type disc cutter. Tunnelling and Underground Space Technology 2012, 30, 183-193.
صاحب امتیاز
