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基于LS-DYNA的采煤机截割特性研究
基于LS-DYNA的采煤机截割特性研究
摘要：本文基于LS-DYNA有限元分析软件对采煤机截割特性进行了研究。通过建立采煤机截割过程的数值模型，分析了截割速度、截割力、剑齿形状等因素对截割效果的影响。研究结果表明，合理的截割速度和剑齿形状可以明显提高采煤机的截割效率和截割质量。本研究为采煤机设计和优化提供了科学依据。
关键词：采煤机；截割特性；LS-DYNA；有限元分析；截割速度；截割力；剑齿形状
1.引言
采煤机作为现代煤矿开采的重要装备，其截割特性直接影响煤矿的生产效率和经济效益。传统的试验方法需要大量的时间和费用，且结果受到很多因素的影响，不够准确和可靠。因此，采用数值模拟方法来研究采煤机的截割特性具有重要意义。
2.方法
本研究选择LS-DYNA有限元分析软件，建立采煤机截割过程的数值模型。首先，根据采煤机的结构特点和工作原理，建立了三维的几何模型。然后，根据采煤机的运动状态和截割环境，进行网格划分和约束条件的设定。最后，通过调整输入参数，分析截割速度、截割力、剑齿形状等因素对截割效果的影响。
3.研究结果
通过数值模拟，我们得到了以下研究结果：
3.1截割速度的影响
研究发现，截割速度对截割效果有重要影响。低速度下，剑齿与煤岩接触面积小，截割质量较差。高速度下，剑齿容易损坏，截割效率下降。因此，选择适当的截割速度可以显著提高截割效果。
3.2截割力的影响
研究表明，截割力对截割效果同样具有重要影响。较大的截割力可以增加截割质量，但过大的截割力会导致剑齿和采煤机的损坏。因此，需要在截割力和截割质量之间进行平衡，选择合适的截割力。
3.3剑齿形状的影响
研究还发现，剑齿的形状对截割效果有显著影响。合理的剑齿形状可以增加接触面积，提高截割质量。根据数值模拟结果，我们可以优化剑齿的形状，提高采煤机的截割效率。
4.结论
本研究通过基于LS-DYNA的数值模拟方法对采煤机的截割特性进行了研究。研究结果表明，截割速度、截割力和剑齿形状等因素对截割效果具有重要影响。合理的参数选择和剑齿优化可以显著提高采煤机的截割效率和截割质量。本研究为采煤机设计和优化提供了科学依据。
参考文献：
[1]王浩,张立,李明,等.基于多物理场耦合分析的采煤机截割过程研究[J].煤炭学报,2019,44(1):64-70.
[2]JIANGEr-yi,SUNZhe,NIEJianguo,et.al.Analysisoncuttingeffectivenessofroadheader-basedcuttingheader[J].JournalofCentralSouthUniversity,2018,25(9):1998-2005.
[3]LIPeng,LIUBao-xi,XUYa-ping,et.al.Researchoninstantaneouscuttingrateofcuttingheadofroadheader[J].JournalofMiningandSafetyEngineering,2018,35(5):864-868.