نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

تعیین نیروها و انرژی ویژه برش سنگ با شبیه‌سازی عددی عملکرد تیغه دیسکی در ماشین تونلزنی تمام مقطع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
چکیده
تعیین نیروی پیشران، گشتاور و توان مورد نیاز ماشین تونلزنی تمام مقطع (TBM) نیازمند برآورد نیروهای وارد بر یک برشدهنده دیسکی است. در این مطالعه، آزمون برش خطی (LCM) سنگ با استفاده از کد تجاری المان محدود ABAQUS برای تعیین نیروها و انرژِ ویژه برش شبیه‌سازی شد. برای راستیآزمایی مدل، از نتایج آزمایشگاهی حاصل از برش سنگ آهک ایندیانا استفاده شده است. پس از حل مدل پیشنهادی، نیروهای وارد بر دیسک در سه راستا تعیین شد. در ادامه، با استفاده از کدی که به این منظور در محیط نرم‌افزار MATLAB توسعه داده شد، میانگین نیروها محاسبه شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی و آزمون برش خطی، درصد خطای 11.1% برای نیروی نرمال، 5.6% برای نیروی غلتشی و 10% برای نیروی جانبی را نشان می‌دهد. همچنین ضریب برش حاصل از شبیه‌سازی عددی با مقادیر 0.09، 0.1 و 0.13 در سه عمق برش 2.5، 5 و 7.5 میلی‌متر بدست آمد که در مقایسه با نتایج آزمون آزمایشگاهی مطابقت خوبی را نشان می‌دهد. در انتهای مطالعه، انرژی ویژه حاصل از شبیه‌سازی برش سنگ محاسبه شد.
کلیدواژه‌ها