刘春生， 车长瑞

(1.黑龙江科技大学， 哈尔滨 150022； 2.黑龙江科技大学 机械工程学院， 哈尔滨 150022)

0 引 言

煤炭资源是我国能源的重要组成部分，国内外学者对机械法截割煤岩性能做了诸多研究[1]。Goktan等[2]利用岩石截割实验，基于半经验法改进了Evans理论模型，给出了截割力峰值和均值的预测模型。罗鑫等[3]以巷道掘进机截齿的截割性能为研究对象，指出截齿在附加载荷冲击作用下破岩性能得到提高。梁运培等[4]分别运用单因素回归与多因素回归证明Evans理论模型较其他改进模型对截割力有更好的预测。Saurabh等[5]以截割量、齿尖温度、镐齿磨损三因素分析两种镐齿沿直线截割过程中的倾斜角度。刘春生等[6-8]利用ABAQUS软件模拟得到碟盘刀具在不同结构参数下的截割煤岩效果，采用正交数值模拟评价截割煤岩性能。胡琴等[9]应用模糊正交法证明齿形参数对盘式齿破岩效率的影响程度，从大到小依次为顶圆半径、锥角及分屑槽数量。翟强[10]研究了TBM滚刀破岩性能评价指标选取及TBM滚刀截割煤岩性能评价方法。学者采用正交设计、均匀设计以及遗传算法、神经网络等算法进行优选截割煤岩性能参数[11-12]。响应曲面法通过对因素与响应关系进行多项式近似拟合，分析单个因素与响应之间的独立影响和多个因素与响应之间的交互影响，找出最优的因素组合[13]。笔者应用ABAQUS软件数值模拟碟盘刀具截割煤岩，根据进给速度、振动频率、切削厚度应用3因素5水平的星点设计实验方法，建立截割力的多项式回归模型，应用等高线图分析因素间作用，利用熵值法分配权重和多目标综合评价，对比数值模拟、实验与预测模型计算结果，验证回归模型的准确性。……