基于三维FEM SPH转换算法的截齿冲击结核体仿真分析

采用基于转换算法的FEM-SPH耦合方法,通过建立截齿冲击煤层及其内部结核体的三维模型,分析了截齿冲击位置对截齿载荷的影响,探讨了结核体尺寸与截齿载荷极值的关系,最后研究了结核体剥落的机理,结果表明:结核体尺寸和截齿冲击点是决定结核体剥落机理的主要因素,可以将其划分为旋转、压入、松动、截断、切削5种,且剥落载荷极值的大小顺序为截断>切削>压入>旋转>松动;当结核体几何中心点处于截齿截道上时,截齿的截割阻力极值最大,切向载荷最大,当截齿冲击点位于中心点两侧时,侧向载荷极值最大,当结核体几何中心位于截道外侧时法向载荷最大;截齿载荷极值与结核体长轴长度呈指数关系,并拟合出了关系式;3个方向的载荷极值