Enquête sur la séparation de fragments lors d'une lame de scie circulaire coupant de la roche basée sur ANSYS/LS

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 17346 (2022) Citer cet article

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Les lames de scie circulaire sont largement utilisées dans le traitement de la pierre. Le modèle de simulation numérique de lame de scie circulaire coupant des roches dures basé sur ANSYS/LS-DYNA a été créé pour étudier le problème dynamique complexe de la coupe de roches. Le mécanisme de rupture de la roche et l'influence des paramètres de coupe sur l'effort de coupe et les fragments de roche ont été étudiés par simulation numérique. Les résultats ont démontré que les modes de rupture de la roche étaient principalement une rupture en traction avec une certaine rupture en cisaillement et en compression. La force de coupe et le nombre de fragments augmentent avec la vitesse d'avance. Avec l’augmentation de la vitesse de rotation de la lame de scie circulaire, la force de coupe et le nombre de fragments ont diminué et ont eu tendance à se stabiliser. Avec l'augmentation de la distance entre les lames de scie circulaire, la force de coupe et le nombre de fragments de roche augmentent, puis maintiennent la stabilité de base, et lorsque la distance entre les lames de scie circulaire double atteint 25 mm, cela formera une plaque de roche complète et l'interaction de la scie circulaire les lames diminueront. La simulation numérique peut simuler avec précision la rupture de roche et la force lorsqu'une lame de scie circulaire coupe la roche.

Les lames de scie circulaire sont fréquemment utilisées dans de nombreuses industries, comme celles qui coupent la roche dure, le béton et le verre. Pour les formations de roches dures, la méthode de bris de roche et la force de coupe lors du processus de coupe de roche avec des lames de scie circulaire sont essentielles pour les chercheurs qui conçoivent des lames de scie circulaire et d'autres outils de coupe.

De nombreux chercheurs ont mené de nombreuses études théoriques et essais expérimentaux et ont adopté diverses méthodes de simulation numérique pour considérer la force de coupe lors du processus de coupe de roche avec une lame de scie circulaire. Xu et coll. a réalisé une série d'expériences pour étudier les caractéristiques de coupe et le rapport des forces lors du sciage circulaire1 et a étudié l'énergie et les forces de meulage du granit par la lame de scie circulaire2. Huang et coll. a proposé un modèle prédictif de la puissance de sciage basé sur la force tangentielle3. Aslantas et coll. a étudié l'effet de la force de coupe axiale sur une lame de scie circulaire utilisée pour couper le marbre4. Karakurt a appliqué la méthode Taguchi pour déterminer la force de coupe et les variables opérationnelles d'une lame de scie circulaire5. L’énergie de coupe spécifique est un indice d’évaluation critique des performances de coupe de la lame de scie circulaire. Aydin et coll. a utilisé une expérience pour rechercher l’influence des variables de fonctionnement et des propriétés des roches sur une énergie spécifique6. Yurdakul et coll. étudié la prédiction spécifique de l'énergie de coupe par des méthodes statistiques7. Ersoy et coll. ont étudié les effets des paramètres de la roche sur les propriétés de coupe de lames de scie circulaire avec différentes vitesses d'avance et profondeurs de coupe8. Kahraman et coll. des modèles établis qui étaient utilisés pour évaluer la production de dalles et les propriétés des roches avec une série de mesures de performances de scies circulaires de grand diamètre9.

De nombreux chercheurs ont étudié la capacité de sciage, les dommages, les fragments de roche et l'usure des lames de scie circulaire. Güney a établi un modèle pour prédire les performances d'une scie de grand diamètre basé sur la dureté de la surface de la roche, qui peut être utilisé pour prédire la capacité de sciage du carbonate10. Fener et coll. utilisé une analyse de régression simple et multiple pour rechercher les corrélations entre la capacité de sciage et les propriétés de la roche 11. Ersoy et al.12 et Aydin et al.13 ont étudié l'influence des paramètres de fonctionnement et des caractéristiques de la roche taillée sur l'usure d'une scie circulaire. Zeng et al.14 ont étudié l'influence des paramètres de coupe sur les dommages causés au charbon et aux roches avec la coupe à la lame de scie circulaire. Tang et al.15 et Liu et al.16 ont étudié les dommages aux roches sur la base d'un modèle constitutif statistique des dommages aux roches. Les fragments de roche ont été étudiés par Lu et al. basé sur LS-DYNA17. Aydin et al.18 ont étudié la prédiction des performances de la lame de scie sur la base du réseau neuronal artificiel et de l'analyse de régression. Tumac et coll. avait étudié les performances de coupe avec la lame de scie circulaire de grand diamètre19 et la prédiction des performances de sciage de grand diamètre20. Turchetta et al.21 ont étudié la force de coupe et l'usure de la lame de scie circulaire à grande vitesse. Wang et al.22 ont étudié la lame de scie circulaire coupant la roche avec une méthode de simulation numérique. Cependant, l'article a étudié l'influence des paramètres de coupe de la lame de scie sur les dommages causés à la roche et la force de coupe, lors du processus de coupe de roche par une lame de scie circulaire avec une profondeur de coupe constante. Mais il y a moins de recherches sur le fragment de roche lors de la coupe à la lame de scie circulaire, et ils ont étudié les paramètres de coupe de l'influence de la lame de scie flexible sur la déformation de la lame de scie et les dommages à la roche sans le fragment de roche lors du processus de coupe de la lame de scie circulaire dans la roche. verticalement23. Lu et al.24 ont étudié la plaque de roche conique qui brise la roche qui est formée par la lame de scie circulaire coupant la roche, mais il n'y a aucune enquête sur la lame de scie circulaire coupant la roche. Tao et al.25 ont étudié la pierre de coupe de la lame de scie circulaire avec la méthode de simulation par éléments finis de dynamique non linéaire, l'article a étudié la règle de mouvement et le mécanisme d'usure. Wicaksana et al.26 ont étudié le coupe-roche brisant la roche lors du processus de coupe avec une méthode de simulation numérique prenant en compte les propriétés dynamiques de la roche. Dans l'article, l'enquête considère les propriétés dynamiques de la roche.