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前倾安装和传统安装盘形滚刀破岩前锋点位移量和弧长的对比分析

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应用基础与工程科学学报 2016年第4期24卷 749-757页

作者：张照煌孙飞华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学外国语学院北京102206

全断面岩石掘进机盘形滚刀与岩石的相互作用一直是领域学者研究的热点和难题.代表性研究成果是Ozdemir等学者通过盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验建立的盘形滚刀破岩力——推压力和滚动力计算公式,这与实际破岩过程中盘形滚刀和岩石的... 详细信息

全断面岩石掘进机盘形滚刀与岩石的相互作用一直是领域学者研究的热点和难题.代表性研究成果是Ozdemir等学者通过盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验建立的盘形滚刀破岩力——推压力和滚动力计算公式,这与实际破岩过程中盘形滚刀和岩石的相互作用有较大差异,为此,本文通过建立盘形滚刀实际破岩运动模型,应用微位移矢量分析方法,导出了前倾安装盘形滚刀、传统安装盘形滚刀实际破岩运动中破岩点的位移,尤其是侧向位移和破岩点弧长的解析式.通过某实际工程用全断面岩石掘进机盘形滚刀算例发现:在盘形滚刀贯入度相同的条件下,前倾安装盘形滚刀破岩点侧向位移和破岩点弧长均小于传统安装盘形滚刀破岩点侧向位移和破岩点弧长,从而揭示了前倾安装盘形滚刀破岩力对岩石的作用效果明显好于传统安装盘形滚刀破岩力对岩石的作用效果.

关键词：全断面岩石掘进机盘形滚刀前倾安装

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破岩机械垂直破岩力的设定理论研究

水利学报 2003年第6期34卷 61-64,71页

作者：张照煌袁昕叶定海华北电力大学(北京)机械系北京100085 华北水利水电学院机械工程系河南郑州450008

通过盘形滚刀侵入岩石的压痕试验得出岩石的跃进破碎参数。基于这些破碎参数建立破岩机械器具的垂直推力的预测公式及破岩机械工作点的设定理论 ,提高了刀具垂直破岩力预测的精确性 ,同时为减轻破岩机械的振动、噪音、粉尘的产生及破岩... 详细信息

通过盘形滚刀侵入岩石的压痕试验得出岩石的跃进破碎参数。基于这些破碎参数建立破岩机械器具的垂直推力的预测公式及破岩机械工作点的设定理论 ,提高了刀具垂直破岩力预测的精确性 ,同时为减轻破岩机械的振动、噪音、粉尘的产生及破岩刀具的磨损提供了理论基础。

关键词：隧洞工程施工岩石

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岩石在盘形滚刀作用下的性能研究

水利学报 2011年第10期42卷 1247-1251页

作者：张照煌叶定海袁昕华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北水利水电学院河南郑州450011

考虑岩石的各向异性,深入研究了岩石在盘形滚刀作用下的形变和剥落特点,建立了岩石在盘形滚刀作用下的力学模型,给出了岩石在盘形滚刀作用下形变的几何方程、物理方程和平衡方程。并通过对岩石在盘形滚刀垂直载荷和平面滚压载荷作用下... 详细信息

考虑岩石的各向异性,深入研究了岩石在盘形滚刀作用下的形变和剥落特点,建立了岩石在盘形滚刀作用下的力学模型,给出了岩石在盘形滚刀作用下形变的几何方程、物理方程和平衡方程。并通过对岩石在盘形滚刀垂直载荷和平面滚压载荷作用下的试验观察,提出在盘形滚刀垂直力的计算中以盘形滚刀侵入岩石而在岩石表面形成面积(双曲线围成)上的平均应力代替岩石的杨氏模量;在滚动力的计算中以岩石的抗拉强度代替剪切弹性模量,以抗剪强度代替λ常数;盘形滚刀破岩侧向力计算中的岩石性能参数则取用杨氏模量。将此方案用于所建立的的力学模型,求得了盘形滚刀破岩的垂直力、滚动力和侧向力;计算结果均比已有压痕试验求得的垂直力、线性滚压岩石试验求得的垂直力和滚动力更精确。计算还获得了盘形滚刀破岩的侧向力,其结果也通过了试验验证。

关键词：岩石各向异性盘形滚刀破岩三维空间性

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岩石掘进机盘刀工作点位移量的计算及分析

矿山机械 1998年第9期26卷 22-24页

作者：张照煌华北电力大学动能工程系北京102206

给出了锥面刀盘、球面刀盘和平面刀盘上盘刀工作点位移量的计算方法及表达式，并进行了分析。

关键词：岩石掘进机掘进机盘力工作点位移量

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盘形滚刀作用下岩石应变计算方法的探讨

工程力学 2010年第1期27卷 179-182页

作者：张照煌刘莎莎华北电力大学能源与动力工程学院北京102206

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理是全断面岩石掘进机研制和应用领域研究的热点和难点。通过对盘形滚刀压痕试验、线性切槽试验和盘形滚刀滚压岩石的圆槽试验发现,盘形滚刀破岩方式不同,岩石剥落状况也不同。以此为研究基础,以盘形滚... 详细信息

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理是全断面岩石掘进机研制和应用领域研究的热点和难点。通过对盘形滚刀压痕试验、线性切槽试验和盘形滚刀滚压岩石的圆槽试验发现,盘形滚刀破岩方式不同,岩石剥落状况也不同。以此为研究基础,以盘形滚刀弧刃域与岩石的相互作用为研究对象,以盘形滚刀已有一定切深、逐步到达一定切深和盘形滚刀线性切槽为研究内容,探讨了盘形滚刀与岩石不同作用方式下的盘形滚刀弧形刃域相应点岩石位移和应变的计算理论和计算方法,导出了相应的计算公式,从而为盘形滚刀破岩机理的研究及其物理方程的建立奠定了基础。

关键词：全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理岩石位移应变

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全断面岩石掘进机变厚度刀盘面板理论及应用

应用基础与工程科学学报 2018年第6期26卷 1360-1369页

作者：张照煌高青风华北电力大学能源动力与机械工程学院

针对全断面岩石掘进机施工过程中,刀盘变形量大且变形不均匀的问题,论文提出了变厚度刀盘概念,并建立了变厚度刀盘微单元体受力平衡微分方程;根据背后换刀刀盘的结构特点和弹性力学理论,推导并建立了变厚度、背后换刀刀盘面板弯曲模型;... 详细信息

针对全断面岩石掘进机施工过程中,刀盘变形量大且变形不均匀的问题,论文提出了变厚度刀盘概念,并建立了变厚度刀盘微单元体受力平衡微分方程;根据背后换刀刀盘的结构特点和弹性力学理论,推导并建立了变厚度、背后换刀刀盘面板弯曲模型;通过用变形量极差衡量变形量不均匀度,结合应用研究发现,半径为5m的刀盘,当其为0.15m的等厚度刀盘时,其变形不均匀度是0.0425m;当其是基本厚度为0.15m、中心厚度为0.242m的变厚度刀盘时,其变形不均匀度是0.023m,对比研究发现,刀盘半径为5m的变厚度刀盘较等厚度刀盘最大变形不均匀度降低了45.88%.论文研究方法和研究结论为全断面岩石掘进机刀盘理论的深入研究和发展提供了有益借鉴.

关键词：全断面岩石掘进机变形均匀刀盘面板变厚度刀盘盘形滚刀

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全断面岩石掘进机刀盘弯曲模型理论及应用

应用基础与工程科学学报 2018年第5期26卷 1121-1129页

作者：张照煌高青风华北电力大学能源动力与机械工程学院

全断面岩石掘进机施工过程中的振动、盘形滚刀非正常损坏（如：崩刃、刀圈断裂等）等一直是领域学者研究的难题.根据全断面岩石掘进机刀盘结构及其载荷特点,论文给出了刀盘形变模型,据此,将刀盘分为轴承内域部分和轴承外域部分,并分别... 详细信息

全断面岩石掘进机施工过程中的振动、盘形滚刀非正常损坏（如：崩刃、刀圈断裂等）等一直是领域学者研究的难题.根据全断面岩石掘进机刀盘结构及其载荷特点,论文给出了刀盘形变模型,据此,将刀盘分为轴承内域部分和轴承外域部分,并分别建立了其挠度方程;应用研究发现,当刀盘支撑半径为刀盘半径的0. 55～0. 65倍时,相当于刀盘轴承外域部分的刀具数量是轴承内域部分刀具数量的1. 367～2. 306倍时,刀盘变形较均匀,从而有效减缓由于刀盘变形不均匀产生的盘形滚刀受力恶化,进而引起全断面岩石掘进机作业过程中的振动增大和盘形滚刀的非正常失效.论文研究内容为全断面岩石掘进机作业过程中,刀盘振动大、盘形滚刀非正常失效等深层次力学问题的发现和最终解决提供了新思路.

关键词：全断面岩石掘进机刀盘面载荷刀盘支撑

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全断面岩石掘进机盘形滚刀推力预测计算研究

矿山机械 1997年第11期25卷 6-8页

作者：张照煌叶定海华北电力大学北京102206

通过全断面岩石掘进机盘形滚刀压痕试验及对试验结果进行分析，建立了盘形滚刀推力预测计算公式，并与其它典型盘刀推力预测公式进行了比较，从而为掘进机设计计算提供了依据。

关键词：掘进机盘形滚刀推力预测岩石掘进

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座头鲸胸鳍前缘仿生叶片空气动力学特性研究

工程力学 2020年第S01期37卷 376-379,386页

作者：张照煌李魏魏华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

仿生学是人类借鉴生物进化成果推进技术进步理论创新的一个重要源泉^([1-3])。座头鲸胸鳍独特的凸凹前缘可以改变胸鳍上流体的流动状态,进而展现优秀的力学特性。因此,座头鲸胸鳍仿生在流动控制及叶片增效方面有着极大的研究价值。该文... 详细信息

仿生学是人类借鉴生物进化成果推进技术进步理论创新的一个重要源泉^([1-3])。座头鲸胸鳍独特的凸凹前缘可以改变胸鳍上流体的流动状态,进而展现优秀的力学特性。因此,座头鲸胸鳍仿生在流动控制及叶片增效方面有着极大的研究价值。该文通过图像处理方式获得座头鲸胸鳍外形,建立以NACA 63_4-021翼型为截面的叶片;通过研究叶片空气动力学性能及叶片涡量分布分析凸凹前缘对叶片的影响。由于凸凹前缘产生的脱体涡,仿生叶片升力系数和升阻比优于对比模型。

关键词：座头鲸胸鳍凸凹前缘脱体涡仿生叶片图像处理