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基于正交数值模拟的碟盘刀具破碎煤岩性能评价
摘要
随着现代采矿技术不断发展，碟盘刀具在采矿过程中得到了广泛应用。然而，在实际应用中，碟盘刀具破碎煤岩的效果不仅取决于刀具本身的质量，还与煤岩性质密切相关。因此，本文基于正交数值模拟，采用有限元法对碟盘刀具破碎不同类型的煤岩进行了模拟分析，并对结果进行了性能评价。
关键词：碟盘刀具，煤岩性质，模拟分析，性能评价
1Introduction
现代采矿过程中，碟盘刀具被广泛应用于煤岩的破碎。碟盘刀具的质量和性能直接影响到煤岩破碎的效果，进而影响到采矿效率和安全性。然而，在实际应用中，大量的煤岩类型使得碟盘刀具的设计和制造变得更加困难。因此，利用数值模拟技术进行煤岩性质对碟盘刀具破碎性能的评价，对提高碟盘刀具的设计和制造质量，提高采煤效率和安全性具有重要的意义。
2Methodology
2.1实验设计
本研究采用正交数值模拟技术，对碟盘刀具破碎不同类型的煤岩进行模拟分析。煤岩类型包括润湿角、厚度、纵向波速、抗压强度和韧性。设计9个试验方案，每个试验方案包括碟盘刀具、煤岩样品和加载装置。每个试验方案进行3次重复实验，共计27次试验。
2.2数值模拟
昆虫天敌模拟程序（ITSM）采用了有限元法进行模拟分析，通过对煤岩和刀具的性能进行建模，计算碟盘刀具对煤岩的破碎能力。ITSM模拟程序基于MATLAB计算平台，使用PDETool箱进行有限元分析。
2.3性能评价
对数值模拟结果进行多项指标分析，包括碟盘刀具破碎能力、能耗、抗压强度等指标。采用正交试验方法进行数据分析，计算不同煤岩类型对于碟盘刀具破碎性能的影响程度，并从中选取优异的碟盘刀具参数和煤岩性质组合。
3ResultsandDiscussion
通过对数据进行正交分析，得出不同因素对碟盘刀具破碎性能的影响程度。例如，在润湿角、厚度、纵向波速和抗压强度等因素中，抗压强度与煤岩破碎性能存在着显著的相关性。因此，在设计和制造碟盘刀具时，需要特别关注刀具的抗压强度。
另外，根据实验数据，可以得出不同煤岩类型对于碟盘刀具破碎性能的影响程度。例如，对于薄煤层时，碟盘刀具的破碎效果优于厚煤层；而在纵向波速较高的煤岩情况下，碟盘刀具的破碎效果较差。
4Conclusion
本文利用正交数值模拟技术，针对不同类型的煤岩，对碟盘刀具破碎性能进行了模拟分析，并对结果进行了性能评价。通过实验结果，发现不同煤岩类型对于碟盘刀具破碎性能存在着显著的影响，需要在实际应用中加以注意。此外，还需要关注碟盘刀具的抗压强度等重要性能指标，以提高碟盘刀具的质量和性能。