بررسي تاثير عمق نفوذ و سرعت ديسك برنيروهاي برش سنگ بر اساس نتايج شبيه‌سازي با نرم‌افزار LS-DYNA

نيروهاي اعمال شده به ديسك‌هاي برشي از جمله مهم‌ترين پارامترهاي طراحي ماشين‌هاي حفار در زمين‌هاي سخت هستند. اين نيروها شامل نيروي عمودي و غلطشي مي‌باشند. براي طراحي ماشين حفار نياز به بررسي دقيق نيرو‌هاي يادشده مي‌باشد كه تحت تاثير عواملي چون عمق نفوذ، فاصله‌داري، سرعت خطي و چرخشي ديسك تغيير مي‌كنند. از اين رو نياز به آزمايشات برش خطي براي درك تاثير هريك از موارد ياد شده مي‌باشد. از آنجا كه آزمايشات برش خطي زمان‌بر و پرهزينه است شبيه‌سازي‌هاي عددي بادقت زياد مي‌تواند جايگزين مناسبي باشد. در اين مقاله با استفاده از نرم‌افزار LS-DYNA ابتدا شبيه‌سازي‌هاي لازم براي اعتبارسنجي با بررسي دو مدل رفتاري جانسون هالمكوئيست بتن (JHC) و RHT انجام شده است. پس از اين مرحله با تكيه بر تغيير متغير‌هايي از جمله عمق نفوذ، سرعت خطي و چرخشي ديسك به بررسي تاثير آن‌ها پرداخته شده است. بر اساس نتايج به دست آمده، عمق نفوذ پارامتري بسيار موثر بر نيروي عمودي است. با افزايش عمق نفوذ از 2/5 به 7/6 ميلي‌متر نيروي عمودي از ۹۶ به ۱۵۹ كيلونيوتن مي‌رسد. اين نتيجه با تاثيري بيشتر براي نيروي غلطشي صادق مي‌باشد، به اين صورت كه نيروي غلطشي از 6/1 به 22/5 كيلونيوتن افزايش مي‌يابد. با افزايش سرعت خطي و چرخشي ديسك‌ها، نيروهاي عمودي و غلطشي كاهش مي‌يابد، اما مقدار اين كاهش بسيار كم است. بر اساس نتايج به دست آمده، افزايش سرعت خطي از 0/33 به1/65 ميلي‌متر تنها باعث كاهش ۱۳ درصدي نيروي عمودي (از ۱۵۵ به ۱۳۵ كيلونيوتن) و كاهش ۵ درصدي نيروي غلطشي (از 20/6 به 19/5 كيلونيوتن) مي‌شود.