针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题，提出了一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法。通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角，以单位断裂面上受力极限强度和最小能量法的准则，构建了碟盘刀具破碎煤岩的力学模型。为了进一步验证该模型，基于扩展线性Drucker-Prager塑性本构模型，采用ABAQUS软件进行了碟盘刀具破碎煤岩的应力云图和载荷特性的模拟。

通过在振动切削试验台上设定振动频率和振幅等参数，测试了不同切削厚度下碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱，并提取数值模拟和试验碟盘刀具破碎煤岩的载荷特征。这些数值模拟与理论模型计算值的对比分析表明，碟盘刀具破碎煤岩的破裂范围呈现出月牙状，由中间向两侧递减。在振动切削煤岩时，径向载荷明显小于单作用径向切削煤岩的载荷，这进一步验证了振动切削对降低载荷的有效性。

通过对不同切削厚度下的碟盘刀具径向载荷进行对比分析，结果显示理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.12%，与试验载荷峰值均值的平均误差为4.88%；在轴向载荷方面，理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.25%，与试验载荷峰值均值的平均误差为8.34%。

如果您对碟盘刀具在煤岩破碎中的载荷特性有更深入的兴趣，可以参考碟盘刀具上刀齿切削煤岩的载荷特性研究这篇文献，它提供了更多关于碟盘刀具在不同载荷条件下的性能分析。刨刀刨削煤岩特性数值模拟研究也讨论了类似工具在切削煤岩时的力学特性，值得一读。