硬岩掘进机截齿与齿座应力分析：有限元方法与优化设计

硬岩掘进机截齿与齿座的有限元分析是一项关键的研究，由李晓豁和姜丽丽两位作者在辽宁工程技术大学完成。他们针对硬岩掘进机在工作时，单个截齿承受的复杂载荷进行了深入研究。首先，通过建立单个截齿在截割硬岩过程中的受力模型，使用MATLAB编程获取截割头旋转一周内每个截齿的多方向载荷曲线，这有助于理解截齿在不同角度下的应力分布。 接下来，利用ANSYS这款强大的有限元分析软件，对单个截齿以及与其相连的齿座进行了应力分析。分析结果显示，截齿的最大应力和变形主要集中在硬质合金头部区域，特别是合金头与齿身焊接接缝处，这表明这些部分是需要特别关注和强化设计的部分。对于齿座，应力集中主要在与截割头主体焊接的焊缝周围，其余部分的应力相对较小。 这项研究的重要性在于它为改进硬岩掘进机截齿的结构强度和齿座设计提供了科学依据，旨在降低截齿消耗，提高截割效率，延长设备的使用寿命。通过对截齿和齿座应力分布规律的理解，可以指导工程师优化截齿排列、工作结构参数，以及选择更耐用的材料，从而提升整个系统的性能和可靠性。 关键词：掘进机、截齿、齿座、ANSYS、应力。这篇首发论文不仅对硬岩掘进机技术有实际应用价值，还展示了理论与实践相结合的科研方法，对于推动我国硬岩掘进机技术的发展具有重要意义。