Моделирование процесса скалывания и развития трещины при резании горных пород

Abstract

RU: Постановка проблемы. Одним из эффективных способов разрушения горных пород для снижения энергоемкости процесса является резание горных пород. Поиск рациональных параметров воздействия резца на массив, изучение влияния стружкообразования и исследование условий развития трещин и сегодня является актуальным. Постановка задачи. Разработка модели процесса скола элементов стружки при внедрении резца в массив с целью снижения общей силы резания и энергозатрат процесса. Выводы. Проведенное аналитическое моделирование процесса скола, стружкообразования и экспериментальные исследования показывают, что значения начального и конечного углов скола находятся в зависимости от угла воздействия резца. Линия скола является не прямолинейной, а имеет ярко выраженный участок перегиба, причем продольное сечение лунки скола имеет выпуклую в сторону открытой поверхности форму. Процесс отделения элемента стружки в начальный момент происходит за счет напряжений среза, а в последующий- за счет напряжений отрыва.

UK: Постановка проблеми. Одним із шляхів ефективного руйнування гірських порід зі зменшенням енергоємності процесу є різання гірських порід. Пошук раціональних параметрів впливу різця на масив, вивчення впливу стружки і дослідження умов розвитку тріщин і сьогодні є актуальним. Постановка задачі. Розробка моделі процесу відколу елементів стружки при впровадженні різця в масив з метою зниження загальної сили різання і енерговитрат процесу. Висновки. Проведене аналітичне моделювання процесу відколу, появи стружки і експериментальні дослідження показують, що значення початкового та кінцевого кутів відколу знаходяться в залежності від кута дії різця. Лінія відколу є не прямолінійною, а має яскраво виражену ділянку перегину, причому подовжній перетин лунки відколу має опуклу в бік відкритої поверхні форму. Процес відділення елемента стружки в початковий момент відбувається за рахунок напружень зрізу, а в наступний - за рахунок напружень відриву.

EN: Formulation of the problem. One of the ways to effectively destroy rocks and reduce the energy intensity of the process is cutting of rocks. The search for rational parameters impact of the tool on the massif, the effect of chip formation and the study of the conditions for the development of cracks are still relevant today. Formulation of the problem. The development of a model for the chip formation process when the tool is inserted into the massif in order to reduce the total cutting force and the energy consumption of the process. Conclusions. The analytical modeling of the cleavage process, chip formation and experimental studies show that the values of the initial and final cleavage angles are in dependence of the angle of impact of the tool. The cleavage line is not rectilinear, but has a pronounced portion of inflection, the longitudinal section of the cleavage socket having a convex shape towards the open surface. The process of separating the chip element at the initial moment occurs due to the shear stress, and in the subsequent due to the tear voltage.