三维离散元仿真：TBM盘形滚刀破岩效率对比研究

本研究论文《基于三维离散元仿真的TBM盘形滚刀破岩效率对比研究》由孙伟、郭莉和霍军周三位作者共同完成，他们获得了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，该研究发表在中国科技论文在线上。本文旨在深入探讨TBM（隧道钻孔爆破机）中盘形滚刀在破碎岩石过程中的作用及其刀圈结构参数对破岩效率的影响。 作者孙伟专注于数字化设计领域的研究，而郭莉作为讲师则专攻大型掘进装备刀具设计，她的E-mail地址为guoli@dlut.edu.cn，可以作为进一步交流的联系方式。研究中，作者们利用离散元方法这一强大的数值模拟工具，构建了滚刀与岩石破碎的三维模型，对特定岩石进行了微观参数的校准，确保了模拟的精确度。 论文的核心内容集中在对线性切割过程中岩石破碎颗粒分布的细致观察，以及对刀刃宽度和刀刃角度这两个关键结构参数如何影响破岩效率的深入分析。研究发现，刀刃宽度的增加显著地提高了破岩体积和切槽宽度，但对切槽深度的影响相对较小。相比之下，刀刃角度对这些参数的影响则相对较小。这一发现对于岩石选择和滚刀设计具有实际意义，特别是在优化TBM的工作效率时，可能推荐使用刃宽较大的滚刀以提升破岩效率。 通过中图分类号TP391.9和U455.3+1可以看出，这篇文章主要属于工程技术类，具体涉及岩石破碎机理和计算机辅助工程（CAE）中的离散元方法应用。这篇论文为TBM技术在地下施工中的岩石破碎策略提供了重要的理论支持和数据依据，对于提高施工效率和降低成本具有重要意义。