تحلیل عددی نیروهای وارد بر برش¬دهنده دیسکی در فرآیند برش خطی سنگ توسط روش FEM

رضا محمدی, جعفر خادمی حمیدی, فرهاد صمیمی نمین

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.

تمام متن:

PDF

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.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


---------------------------------------------------------------------------

تمام حقوق این نشریه برای انجمن مکانیک سنگ ایران محفوظ است.