Simulation von gesteinsmechanischen Bohr- und Schneidprozessen mittels der Diskreten - Elemente - Methode

• Main Author: Lunow, Christian
• Other Authors: TU Bergakademie Freiberg, Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola" 2015
• Subjects: numerische Simulation; Gesteinszerstörung; Bohren; Schneide; Diskrete Elemente; UDEC; PFC3D; numerical simulation; rock destruction; drilling; cutter; discrete elemente; ddc:624; Gesteinsmechanik; Schneidwerkzeug; Schneidende Gewinnung; Modellierung; Computersimulation
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-186820; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-186820; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/18682/lunow_1b.pdf

Mit dem zweidimensionalen numerischen Diskrete-Elemente-Programm UDEC wurde nach vorheriger Kalibrierung das Einstanzen einer keilförmigen Schneide in Gesteinsmaterial simuliert und mit Laborversuchen verglichen. Außerdem wurde ein Schneidprozess simuliert. Mittels einer selbst entwickelten Routine, welche die Gesteinselemente bei Überlastung zerteilt und ein ‚Re-meshing‘ erzeugt, konnten befriedigende Simulationsergebnisse erzielt werden. Mit der dreidimensionalen Simulationssoftware PFC3D auf Partikelbasis wurden Modelle mit Hilfe von Zug-, Druck-, Scher- und Stanzversuchen kalibriert und anschließend Schneid- und Bohrversuche simuliert. Die Schneidsimulationen erbrachten bezüglich der Kräfte bei verschiedenen Prozessparametern gute Übereinstimmung mit den Laborversuchen. Bei der Bohrsimulationen konnten Kräfte und Momente aus den Laborversuchen nur teilweise reproduziert werden.