Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

Лавренко С. А., доцент, канд. техн. наук, Lavrenko_SA@pers.spmi.ru
Королев И. А., доцент, канд. техн. наук

Рассмотрен процесс разрушения массива кембрийских глин одиночным резцом как динамическая контактная задача механики с использованием программной среды ANSYS Worbench и при проведении лабораторных экспериментов на стендовой установке. Доказано, что в рамках теоретико-экспериментального подхода к решению задач механики сплошной среды в качестве составной части базовых исследований может быть использован метод конечных элементов, позволяющий адекватно и с удовлетворительной точностью определять силовые и энергетические показатели процесса разрушения глинистых массивов резанием. Выявлены и проанализированы основные особенности процесса разрушения массивов кембрийских глин резцами проходческих машин.

1. Дашко Р. Э., Александрова О. Ю., Котюков П. В., Шидловская А. В. Особенности инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга // Развитие городов и геотехническое строительство. 2011. № 1. С. 1–47.
2. Протосеня А. Г., Огородников Ю. Н., Деменков П. А., Карасев М. А., Лебедев М. О. и др. Механика подземных сооружений. Пространственные модели и мониторинг. – СПб. : СПГГУ, 2011. – 355 с.
3. Коршунов В. А., Карташов Ю. М. Новый способ определения предела прочности при растяжении горных пород // Записки Горного института. 2011. Т. 190. С. 202–206.
4. Клейнерт Х.-В. Новые результаты, полученные на экспериментальном стенде «Режущие головки для комбайнов избирательного действия» // Глюкауф. 1982. № 9. С. 33–39.
5. Seweryn A., Łukaszewicz A. Verification of brittle fracture criteria for elements with V-shaped notches // Engineering Fracture Mechanics. 2002. Vol. 69. Iss. 13. P. 1487– 1510.
6. Drilling and Excavation Technologies for the Future. – Washington : National Academy Press, 1994. – 176 p.
7. Позин Е. З., Меламед В. З., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами. – М. : Недра, 1984. – 288 с.
8. Aleksandrovich L. S., Alekseevich Y. D., Igorevich S. D., Adambaevich I. G. Simulation of the Process of Destruction of The Array of Cambrian Clays By Cutters Actuating Device of Sinking Machinery In Terms of OJSC «Metrostroy», St. Petersburg // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Vol. 10. No. 7. P. 16409–16417.
9. Brett J. F., Warren T. M., Behr S. M. Bit Whirl – A New Theory of PDC Bit Failure // SPE Drilling Engineering. 1990. Vol. 5. Iss. 4. P. 275–281.
10. Берон А. И., Казанский А. С., Лейбов Б. М., Позин Е. З. Резание угля. – М. : Госгортехиздат, 1962. – 439 с.
11. Юнгмейстер Д. А. Обоснование параметров исполнительного органа проходческого комплекса для специальных выработок шахт ОАО «Метрострой» Санкт-Петербурга // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения : тр. 9-й Междунар. науч.-практич. конф.– Воркута : Изд-во Воркутинского горного института, 2011. Т. 2. С. 303–307.
12. Лавренко С. А. Конструкции механизмов для проходки специальных выработок и станционных тоннелей диаметром 8,5 метра на основе стандартного тюбинго-укладчика // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения : тр. 11-й Междунар. науч.-практич. конф. – Воркута : Изд-во Воркутинского горного института, 2013. С. 427–431.
13. Ewy R. T., Cook N. G. W. Deformation and fracture around cylindrical openings in rock. – II. Initiation, growth and interaction of fractures // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts. 1990. Vol. 27. Iss. 5. P. 409– 427.
14. Randeberg E., Ford T., Nygaard G., Eriksson M., Gressgard L. J. et al. Potentials for Cost Reduction for Geothermal Well Construction in View of Various Drilling Technologies and Automation Opportunities // Proceedings of the 37th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering. – New York : Curran Associates, 2012. Vol. 1. P. 1518–1536.
15. Huang X.-D., Zhang X.-M., Leopold J., Ding H. Analytical Model for Prediction of Residual Stress in Dynamic Orthogonal Cutting Process // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2018. Vol. 140. Iss. 1. P. 1–17.
16. Чекмасов Н. В., Габов В. В., Шишлянников Д. И., Лоскутов Л. А. Повышение эффективности процесса разрушения калийного массива резцами исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов // Известия вузов. Горный журнал. 2015. № 5. С. 43–49.
17. Буевич В. В., Чекмасов Н. В., Шишлянников Д. И., Габов В. В. Совершенствование исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов «Урал» // Горный журнал. 2016. № 4. С. 52–56. DOI: 10.17580/gzh.2016.04.10
18. Zhang Q.-H., Ding X.-L., Wu A.-Q. A comparison of the application of block theory and 3D block-cutting analysis // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2017. Vol. 99. P. 39–49.
19. Крестовоздвиженский П. Д., Клишин В. И., Никитенко С. М., Герике П. Б. Выбор формы армирующих вставок для тангенциальных поворотных резцов горных машин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 6. С. 107–115.
20. Yao Q., Luo M., Zhang D., Wu B. Identification of cutting force coefficients in machining process considering cutter vibration // Mechanical Systems and Signal Processing. 2018. Vol. 103. P. 39–59.
21. Вержанский А. П., Юнгмейстер Д. А., Лавренко С. А., Исаев А. И., Иванов А. В. Механизированные комплексы для проходки специальных выработок на шахтах ОАО «Метрострой» (Санкт-Петербург) // Горный журнал. 2014. № 5. С. 94–99.