فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

نیروهای اعمال شده به دیسک‌های برشی از جمله مهم‌ترین پارامترهای طراحی ماشین‌های حفار در زمین‌های سخت هستند. این نیروها شامل نیروی عمودی و غلطشی می‌باشند. برای طراحی ماشین حفار نیاز به بررسی دقیق نیرو‌های یادشده می‌باشد که تحت تاثیر عواملی چون عمق نفوذ، فاصله‌داری، سرعت خطی و چرخشی دیسک تغییر می‌کنند. از این رو نیاز به آزمایشات برش خطی برای درک تاثیر هریک از موارد یاد شده می‌باشد. از آنجا که آزمایشات برش خطی زمان‌بر و پرهزینه است شبیه‌سازی‌های عددی بادقت زیاد می‌تواند جایگزین مناسبی باشد. در این مقاله با استفاده از نرم‌افزار LS-DYNA ابتدا شبیه‌سازی‌های لازم برای اعتبارسنجی با بررسی دو مدل رفتاری جانسون هالمکوئیست بتن (JHC) و RHT انجام شده است. پس از این مرحله با تکیه بر تغییر متغیر‌هایی از جمله عمق نفوذ، سرعت خطی و چرخشی دیسک به بررسی تاثیر آن‌ها پرداخته شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، عمق نفوذ پارامتری بسیار موثر بر نیروی عمودی است. با افزایش عمق نفوذ از 2/5 به 7/6 میلی‌متر نیروی عمودی از ۹۶ به ۱۵۹ کیلونیوتن می‌رسد. این نتیجه با تاثیری بیشتر برای نیروی غلطشی صادق می‌باشد، به این صورت که نیروی غلطشی از 6/1 به 22/5 کیلونیوتن افزایش می‌یابد. با افزایش سرعت خطی و چرخشی دیسک‌ها، نیروهای عمودی و غلطشی کاهش می‌یابد، اما مقدار این کاهش بسیار کم است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش سرعت خطی از 0/33 به1/65 میلی‌متر تنها باعث کاهش ۱۳ درصدی نیروی عمودی (از ۱۵۵ به ۱۳۵ کیلونیوتن) و کاهش ۵ درصدی نیروی غلطشی (از 20/6 به 19/5 کیلونیوتن) می‌شود.