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

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 انرژ ویژه برش شبیه سازی 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 نرم افزار MATLAB توسعه داده شد، میانگین نیروها محاسبه شد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی عددی و آزمون برش خطی، درصد خطای ۱۱.۱% برای نیروی نرمال، ۵.۶% برای نیروی غلتشی و ۱۰% برای نیروی جانبی را نشان می دهد. همچنین ضریب برش حاصل از شبیه سازی عددی با مقادیر ۰.۰۹، ۰.۱ و ۰.۱۳ در سه عمق برش ۲.۵، ۵ و ۷.۵ میلی متر بدست آمد که در مقایسه با نتایج آزمون آزمایشگاهی مطابقت خوبی را نشان می دهد. در انتهای مطالعه، انرژی ویژه حاصل از شبیه سازی برش سنگ محاسبه شد.

کلیدواژه ها:

برش سنگ ، برش دهنده دیسکی ، ماشین حفر تونل ، نرم افزار ABAQUS ، آزمون برش خطی