绞吸挖泥船岩石切削理论与绞刀切削过程仿真

摘要

针对绞吸挖泥船岩石切削过程和特点，研究了二维岩石切削模型和理论，并利用“刀齿线性切削岩石实验装置”进行单刀齿岩石切削实验，得到了岩石切削过程的切削力变化规律和岩石切削力随切削参数变化的规律。将实验过程中收集的岩石碎块进行了筛选，得到了碎块质量尺度分布，并将分布曲线与切削力分布曲线进行比较分析。根据最大碎块质量和切削力峰值，分析了切削力峰值与最大碎块质量间的关系。
　　通过绞吸挖泥船绞刀头刀齿运动轨迹分析，建立了绞吸挖泥船单刀齿和多刀齿的空间运动模型。基于绞刀头刀齿切削参数和切削力合成方法以及有效作业刀齿求解方法，对绞刀头工作过程中的切削力和切削力矩进行了数值仿真。利用MATLAB编制了计算求解程序，得到了绞刀头切削力和切削力矩的时历曲线，并探讨不同绞刀头倾斜角度和横移速度对切削力和切削力矩的影响，得到了对应切削力和切削力矩的峰值变化曲线，总结了其变化规律。所得结论可为相关疏浚设备研发设计提供理论依据和参考。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1绞吸挖泥船

1.2岩石切削国内外研究现状

1.3本文主要研究内容与目的

1.4本章小结

第二章 绞吸挖泥船岩石切削模型和理论

2.1岩石强度

2.2岩石失效

2.3二维岩石切削模型和理论

2.4本章小结

第三章 单刀齿岩石切削实验与结果

3.1岩石切削实验方案

3.2岩石切削实验过程

3.3岩石切削实验结果

3.4实验结果分析

3.5本章小结

第四章 单刀齿岩石切削实验碎块尺度分析

4.1碎块尺度分布统计实验

4.2切削力（切向力Fc和法向力Fn）统计分析

4.3碎块尺度分布与切削力（切向力Fc和法向力Fn）分布比较分析

4.4切削力（切向力Fc或法向力Fn）峰值与最大碎块质量关系

4.5本章小结

第五章 绞刀头岩石切削过程运动模型建立

5.1编程框图确定

5.2绞刀头静态参数确定

5.3单刀齿动态参数确定

5.4绞刀头岩石切削过程多刀齿动态参数确定

5.5本章小结

第六章 绞刀头岩石切削动载荷数值仿真

6.1计算工况确定

6.2单刀齿切削力Fc计算结果

6.3绞刀头动载荷计算过程

6.4绞刀头动载荷数值仿真结果

6.5绞刀头岩石切削动载荷数值仿真结论

6.6本章小结

第七章 总结与展望

7.1主要研究工作总结与成果

7.2研究展望

参考文献

附录A 切削力分布表

附录B MATLAB数值仿真代码

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录