KALEM UÇLU KESKİLERLE KAYAÇ KESMEDE AYRIK ELEMANLAR YÖNTEMİYLE SPESİFİK ENERJİNİN KESTİRİMİ

Kazı makinalarının performansının ve harcadığı enerjinin önceden tahmin edilmesinin kazı çalışmalarında önemli bir yeri vardır. Bu amaçla laboratuvar kesme deneylerinden belirlenen spesifik enerji değerlerinden yararlanılır. Buna karşın sayısal analiz yöntemlerinden biri olan ayrık elemanlar yöntemi ile de bilgisayar ortamında spesifik enerji kestirim modelleri geliştirilmektedir. Bu alanda kullanılan en yaygın programlardan bir tanesi üç boyutlu modelleme yapabilen PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions) dir. Bu çalışma kapsamında; daha önce İTÜ laboratuvarında yürütülen birtakım kesme deneyleri PFC3D‘de modellenmiştir. Keski üzerinde etkili olan kesme kuvvetleri ve kazılan pasa hacmine bağlı olarak spesifik enerji değerleri hesaplanmış ve laboratuvar sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Modelleme sonucu özellikle yüksek kesme derinliğinde (9 mm) hesaplanan spesifik enerji değerlerinin gerçek değerlere yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Çalışma sonucunda, laboratuvar ve sayısal modelleme çalışmaları arasında yüksek korelasyon katsayısına sahip doğrusal ilişkiler belirlenmiş ve tüm sonuçlar istatistiksel olarak regresyon analizleriyle de desteklenmiştir.

Prediction of Specific Energy of Rock Cutting with Conical Bits By Discrete Element Method

Prediction of performance and consumed energy of excavation machines has an important role on excavation processes. For this purpose, the specific energy values, which are determined by laboratory cutting tests, are utilized. Accordingly, specific energy prediction models have been being developed in computer environment by discrete elements method which is one of the numerical analysis methods. One of the most common programs used in this field is PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions) which is able to model in three dimensions. In the scope of this study, laboratory rock cutting tests performed in the laboratories of Istanbul Technical University was modeled in PFC3D. Depending on the cutting forces acting on the pick and excavated volume of the rock, the specific energy values were calculated and compared with laboratory results. It was observed that specific energy values calculated, particularly for higher cutting depth (9mm) is close to practical values. At the end of the study, linear relationships having high correlation coefficients were determined between laboratory and modeling studies and the entire results were statistically supported with regression analysis.