Indonesian J ournal of Ele c trical Engin eering and  Computer Sci e nce   Vol. 1, No. 3,  March 20 16, pp. 627 ~ 6 3 4   DOI: 10.115 9 1 /ijeecs.v1.i3.pp62 7-6 3 4        627     Re cei v ed O c t ober 6, 20 15;  Revi se d Feb r ua ry 2 2 , 201 6; Acce pted  February 29,  2016   Design Front Rake Angle of PDC Bit Based on Solid  Works Simulation Method      Xiaoming Ha n*, Chenx u  Luo, Xing y u  Han   Schoo l of Mechan ical a nd Po w e r Eng i ne eri n g, Hena n Pol y t e chn i c Univ ersi t y    Jiaoz uo 4 540 0 0 , Chin a   e -ma i l :  ha nx mr@ 1 26 .co m       A b st r a ct   In ord e r to  solv e the  bit  front r a ke  an gle  par a m eter  se lectio n  pro b le m of  un der  different  co al r o ck,   it is pro pose d  i n  po lycrystall i n e  di a m on d co mp act no c o re  bit as the  rese arch o b ject, a n d  estab lish ed  a  bi t   compact tw o-di me nsi ona l stre ss mod e of cu tting teeth. T h e res u lt sh ow that  the   front rake ang le is  t h e   factor of c u ttin g  force  a n d  the  dri lli ng  efficie n cy. Appl ic ati on  of Sol i d  W o rks  si mu latio n  c a r r ies  out th e fi ni te  ele m ent simul a tion an alysis r e spectiv e ly to different fr ont rake an gle of bi t mode l un der  the cond itio ns of   soft rock a n d   hard  rock. F o r m  th e s i mul a ti on r e sults  it ca n b e  c oncl u d e d  that  un der  th e co nditi on  of  soft  rock a n d  har d r o ck, the  opti m al fro n t rak e  a n g le  is  10°  a nd  15° r e spectiv e l y . It is o b tain ed  that th e stre ng t h   of the bit is larg est and the l i fe is lon gest on th e best front rake ang le of bit.      Ke y w ords : PDC ;; no core b i t f inite ele m ent optimal front  rake an gle       1. Introduc tion  For ga s d r ain age drilli ng at  mine, the bits mo stly use  Polycrystalli n e  Diamo nd Compa c (PDC) a s  the cutting teeth. Be cause the PDC ha s some advanta ges, such a s  hardn ess an d   abra s io n re si stan ce of dia m ond, structu r al str ength a nd impa ct re sistan ce of ce mented carbi de  material s. It also  ca n d r ill ing qui ckly the coal  and  has th e lo ng er life u nde r the lo w d r ill ing  pre s sure and  high drilli ng speed. So, this kind of bits  is widely use d  in coal mini ng  and oil drillin [1-2]. In the drilling process, Wang  et al  [3] inve stigat ed the  change of interacti on bet ween the  cutting teeth  and coal fo r the PDC b y  the fi nite  element sim u lation meth od, and got  th e   relation shi p  b e twee n the   workin g a ngl e an d b r o k e n  coal vol u m e  from  the  re sults.  Li et  al  [4]  studie d  the chang e of cru s hin g  wo rk  ratio,  when im posed stati c  load an d dyn a mic lo ad at the  surfa c of co al and in sid e  the drilling  h o le, re spe c tively, and obta i ned the inte raction a nd th e   differen c when  crushing  co al in divid ually an d jo i n tly. Li et al  [5] investig ate the  wo rking  mech ani sm o f  cutter edge  of PDC, and pointed  out  that with th e cutting co a l  depth beco m e   bigge r, the  drilling  sp ee d of bit in creased.  Th ro ugh  d r illing experim ents on  different coal   sampl e s, Zh o u  et al [6-8]  got the influe nce  of  the cu tting  param eters and coal protodya k o n o v   coeffici ent on  the st re ss  of PDC,  and th e influen ce  of  teeth di stribu tion pa ramet e r of  cutter a n d   cutter  size on the drilling  efficiency. However, t he previous work focused  m o stly  on the study  of  mechani sm when  PDC cutting  teeth  drilling coal rock, the  report s on design of  front rake angl e   is few. So, this pape r e s ta blish ed statics model  of bi t by the finite element sim u lation metho d and for the  bit of different front rake  angle,  inve stigated the  cha nge of st ress-st rain a nd  displ a cement  under the co ndition of soft coal ro ck  an d hard  coal rock to get the corre s po ndi ng  optimal front rake a ngle.        2. Main Geometr y  Param e ters of PDC   As a ki nd of  whol e bits, P DC  bit is the  most  wi dely u s ed  bit. It is mostly used i n  the soft  coal  rock  and  ha rd  co al  ro ck.  The  ap pe aran ce  an structu r of P D C a r sh own in fig u re 1.  It is  mainly made  up of bit body, PDC, junk  sl ot, r adius  rete ntion, and no zzl e and oth e r  com pon ents.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  627 – 634   628   1. PDC, 2. Radiu s  retentio n, 3. Nozzle, 4. Jun k  slot, 5. bit body     Figure 1. Structure of PDC  bit      PDC bit  cutting teeth  in  sp atial di rectio n  are d e termi n ed by  front  ra ke  angl α , as sembly  angle  γ  and  side rake an gle  β , as sh o w n in figure 2. Where, fro n t rake a ngle   α  refers  to the   angle bet wee n  cutting plan e and the axis of  the cutte r of PDC; Assembly an gle   γ  refers  to the  angle bet wee n  the axis of the cutting te et h and the p l ane of the bit; Side rake a ngle  β  refe rs  to  the angle b e twee n cutting plane a n d  bit radius plane [9].  The above t h ree a ngle s  are  determi ned  b y  the structu r e of the P D C bit. Th a s sembly  angl e  is d e termi n e d  by the  cro w n   sha pe an d the radial a r ran gement of th e bit, and fro n t rake angle   α  and si de rake a ngle  β  are  determi ned b y  the desig n  of workin g angle of  cutti ng tooth, esp e cially cl osel y related to t he  rationality of desi gn of the front ra ke an gle and the d r illing efficien cy.          Figure 2. PDC bit dire ction  of  spatial structure pa ram e ters      Becau s e th e r e is  a ce rta i n thickne ss  of cutting te eth, whe n  ro tating in the  cutting  groove,  The  rear pa rt  will  have fri c tion   and  we ar  bet wee n  the  ri n g  g r oove s   an d form ation,  and  affect me cha n ical  drillin g speed, b e cau s e the cutting  edge i s  p a rtly con c e n trated  in the fro n t p a rt  of PDC.  In o r der to  avoid  the a bove  situ ation,  rotate  t he PDC i n  a   certai n a ngle  alon with th e   cente r  line,  so the  sid e   rake a ngle  β  is introdu ce d. The fri c tio n  and  we ar  part of the  rear  sup portin g  p a rt of the cutting teeth bet wee n  the  rock an d hole th e ro ck l a yer i s  re du ced.  With   the front  ra ke  angl e in crea sing, th e fri c tion a nd  wea r   part b e twe e n  the rock  and  hole  the  ro ck  layer will b e   avoided. Wh at’s mo re, the side  ra ke  a ngle affect s shape of bit bl ade, so it is o ften  ignored in the  actual de sig n , and assum ed to be ze ro.       3. Force An a l y s is of Bit Cutting Te eth   PDC bit  und er  the drillin pressu re, and she a coal un der th e actio n  of  torque.  Acco rdi ng to analysi s  of the pro c e ss of  cutting  coal a nd ro ck  whe n  cutting teeth are un de r sta t ic   pre s sure, we  can o b tain the cal c ul atin g formula  of the interaction  force  F 1  bet wee n  the cutt ing  teeth of bits and the co al ro ck [10]:     cos ) cos( cos 1 Cbh F (1)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     De sign F r ont  Ra ke Angle o f  PDC Bit Based on Solid  Wo rks Sim u lation Method   (Xiaom ing HAN)  629 Whe r e,  C  i s   cohe sion  of th e coal  ro ck;  b  is cutting tee t h diam eter;  h  is footag e d e p th pe turn of bit;  θ  is friction a ngl e;  ψ  is angle betwe en coal  rock sh ea r pl ane an d bit cutting teeth feed   dire ction;    is friction an gle  insid e  the co al.   As can  be  se en fro m  Eq (1 ), F is    or negative whe n   α≥π /2-( ψ + θ + ), If the front rake  angle i s  too l a rge, T he  co ntact a r ea  bet wee n  the  cutting teeth of P DC  and th e coal ro ck b e co me   large r , and fo rmed  a stron g  extrusi on to  the coal,  co a l  is una ble to  she a r failu re  at this time, so  its main failu re mode s a r cru s hi ng. Th e  comp re ssiv e  stren g th of coal ro ck is m u ch l a rg er th an  that of shea r stren g th, so  coal crushing  need mo re bi gger d r illin g p r essu re a nd tange ntial force,  and the effici ency is ve ry low. The r efo r e, t he effective rang e of front ra ke  an gle is 0 ≤α ≤π /2 - ( ψ + θ + ).  When PDC  cutting teeth is drilling the  coal rock, besides the cutting force  F C   and the  drilling pressure  W , it is al so  subj ect to   the re actio n  o f  coal  F 1 , and  there  are al so fra c tion  F 3  and  positive pressure  P 2   at the interface of PDC  cutting te eth and coal. as sho w n in figure 3.           Figure 3. Cutting Teeth Stress Analysi s       Frictio n  coefficient b e twe e n  co al ro ck a nd wear  su rface i s   μ ,  so  F 3 = μ P 2 A cco rding t o   Princi ple of force b a lan c e,  we can get th e followin g  formula:     12 12 si n( ) co s ( ) c WF P FF P       (2)     Whe r e, The v a lue of  P 2   is related to the stre ss distri b u tion on the  wea r  su rfa c e.     )] cos 6 . 0 ( 3 1 cos 6 . 0 [ 2 f m L p b P   (3)     Whe r e,   L f  i s  cutting  teeth  we ar length;   p m   is  maximum value of  coal  r o ck s t ress .  So  s k m p S ubmitting Eq(1 ) and Eq (3 ) to Eq(2), we  can obtai n the followin g  formula:     )] cos 6 . 0 ( 3 1 cos 6 . 0 [ ) sin( cos ) cos( cos )] cos 6 . 0 ( 3 1 cos 6 . 0 [ ) cos( cos ) cos( cos f m f m c L p b h b C W L p b h b C F   (4)     As can be  se en from Eq(4 ), The intera ction force  W  and  F C  of the PDC cutting  teeth is   related to the  factors su ch  as the  cutting  fore-a ngle  α   and the p r op erties  of the coal. Th erefo r e,   the cutting front ra ke an gl  and the  prop ertie s  of  the coal h a v e a signifi ca nt influence  o n   cutting fo rce  and d r illing  efficien cy of PDC. Wh en  the f r ont rake an gl e be come s bi gger, th e thre dire ct ion  com p re ssiv e   st re ss of  lo we r c oal ro c k  increases, which  is une asy to  form sh eari ng  failure of  bigg er Volu me. When the f r ont  rake a ngl e be come s small e r,  the  r ear  pa rt of the cuttin g   teeth of PDC tends to be gentle, and cutting teeth  cannot dee ply feed co al ro ck. Therefore,  the   bit has the op timal front ra ke angle.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  627 – 634   630 Accordi ng to rel e vant  literature,  we can  obtai coal  property parameters  and drilling  para m eters u nder diffe rent  solid coe ffici ents, as  sho w n in table 1.      T able 1. Nature of Coal a nd  Rock un der Di f f erent Coeffici e n t and Dri lli ng  Parameters   Coal  propert y   C /mpa   θ   φ ψ /°  μ /°  h /mm  L f /mm   Soft coal  ( f =1.5)  1.4 19  37  30  0.31  0.8  Hard coal    ( f =4   6.2 23  34  30  0.40  1.1      S ubmitting a bove pa rame ters to Eq (1)  and Eq(4),  we ca n obtain  positive p r e s sure an cutting fo rce  of bit cutting  teeth  whe n   the solid  co e fficient of  sof t  coal   f  is 1. 5 an d the  so lid   coeffici ent of hard  coal  f  is  4,as sho w n in  table 2.      T able 2. Bit Cutting T eeth Stress und er Diffe rent Coeffici ent     f =1.5  f =4  F 1 /N   496 1672   F C /N   507 1681       4. Finite Element Simulation of PDC   Bit   Some simplifi c ation was u s ed to create  the bi t model with Solid Wo rks softwa r e due to  the little effect of bit su rroundi ng radi us retenti on strip,  corner roun ding and   chamfe of bit  s t rength.   (1)  Ignore cha m fer  and radi us retention strip   c haracte ri stics of the mo d e l, which lead  to  uneven me sh  easily.   (2)  Ignorin g the internal th rea d  cha r a c teri st ics of the mo del, whi c h ha s the little impact on  the cal c ulatio n results an d easy to ca use the grid divi sion.   The a c tual  si ze g eomet ric  modelin g of t he fro n t ra ke  angle  com p o s ite bit of 0  °, 5°, 10 °,  15°, 20°, 25 ° wa s build ed. As sho w n in  Figure 4.          Figure 4. Different To oth F o re -Angle  Co mpact  Drill Bit Model      The el asti c m odulu s  of  pol ycrystallin e di amond  comp osite  sh eet of  bit cutting te eth was  setted to  790 Gpa, Poi s son  than 0.0 7 , the de nsity of  2.9g/cm 3 ; bit  body m a teri als fo r the  all o steel, the ela s tic mod u lu s of the materi al for  the 210 Gpa, Poisson  than 0.25, with a density of  7.8g/ cm in the Solid Work s   s i mulation s o ftware.   In the ca se o f  soft rock an d hard ro ck, the  value of the cutting fo rce of the  cutting teeth   of different front ra ke an gl e is sho w n in  Table  2. Th e full con s traint wa s appli e d  to the botto surfa c e  of th e bit, which  can n o t be  mo ved with out  e l astic defo rm ation. In thi s   static  mod e l,  the  mes h  parameters  are set to the "minimum unit s i z e ".       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     De sign F r ont  Ra ke Angle o f  PDC Bit Based on Solid  Wo rks Sim u lation Method   (Xiaom ing HAN)  631 5. Simulation Resul t s an d Analy s is      5.1. Simulati on Results Anal y s is  in So ft Rock  Und e r the co ndition of soft rock, the stre ss an displa ceme nt imag es of different  bits are  obtaine d by static simul a tion of different front ra ke an gle, in whi c the stre ss an d displ a ceme nt  of the  α =1 0°  bit in soft rock are  sho w n i n  Figure 5.          Figure 5. Bit  Stress and  Di spla cem ent Image s und er  Soft Rock Propertie s       As can  be  se en fro m  Fig u re 5, in th e so ft rock, the  bit in cutting  te eth po sition  a nd the  stre ss con c e n tration  suffe r large r  force ,  the bi t suff ering  maxim u m stress i s   than 28 mpa.  Bit  lateral  cutting  teeth d e formation i s  bi g gest, a nd th e  bigg est  disp lacem ent  cha nge  qua ntity is  5.4 μ m, whi c h  is in line wi th the actual  drilling  bit wear  conditio n .  According t o  the analysi s different fro n t ra ke a ngle  bit of maxim u m stress  σ ma x  and maxi mum di spla cement  u  and   the  maximum strain  ξ ma x   values is sho w n in  Table 3 sho w s.      Table 3. Cal c ulation Analy s e Results of Different To oth Fore -an g le  Bits  α   10 15 20  25  u / μ 9.1 6.3 5.4 6.9 9.3  13  σ ma x /mpa   74 51 28 45 68  80  ξ / 10 -4   2.2 1.7 0.9 1.4 2.4  2.9      The va riation  tren d of th maximum  displacement  an d the f r ont  ra ke  angl e of t he bit i n   the soft ro ck  con d ition is  shown in Figu re 6.          Figure 6. Displacement Chang e Tre nd  of Di fferent Front Ra ke Ang l e in Soft Rock     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  627 – 634   632 As can b e  se en from  Tabl e 3 an d Fig u re 6, front  ra ke angl e bit fro m  0-1 0 ° inte rval of the  stre ss de cre a s e s  gradu ally, indicating th at in this  interval increa sing  front ra ke an gle ca n re du ce  friction an d wea r , prolo n g  the servi c e  life of   the bit, enhance drilling efficien cy; and in 10-25°  interval the st ress g r ad uall y  incre a sed, indicating  that  in this interv al red u ctio n front ra ke  ang le  can i n crea se  the se rvice lif e of the d r ill bit and imp r o v e drilling  efficien cy. In Ta ble 3 a nd Fig u re   6 ca n be  see n  that the  α =10° bit is th maximum st ress force a n d  displa ce men t  is the lea s t, so  the optimal front rake angl e of bit drilling in soft ro ck  is  α =1 0°.     5.2 Analy s is  of Simulation Resul t s in Hard  Rock   Und e r th co ndition  of ha rd rock, the  st ress and  di splacement i m age s of  different bits  are o b tained  by static si mulation of  different  fron t rake a ngle ,  in which the stress a n d   displ a cement  of the   α =15°  bit in hard rock are  sho w n i n  Figure 7.          Figure 7. Bit  Stress and  Di spla cem ent Image un de r Hard Ro ck Propertie s       As ca n be  se en from Fi gure 7, PDC  bit in hard  coal a nd ro ck un de r stress i s  larger tha n   that in s o ft roc k   under  s t res s ,  at this  time, t he bit subj ected th e ma ximum stress is 12 2mp a , the  maximum displacement is  20.9 μ m. In drilling hard rock,  because of the anti  shear st rength of  the ha rd  ro ck is fa gre a ter than th soft strength  and  hard  ro ck of  coal  ro ck, d r il l for  rea c tion   is  much l a rg er  than that of the soft rock  drill for rea c tion, so the d r illing in ha rd  rock bit of th e   maximum stress is mu ch  large r  than t hat of drilling  in soft rock  unde r the m a ximum stre ss.  Acco rdi ng to the analysis, different front  rake an gl e bits of maximum stre ss  σ ma x , t he large   displ a cement   u   and the ma ximum strain   ma x   values are sho w n in ta ble 4.      Table 4. Cal c ulation Results of Differe nt Front Rake Angle Bits  α / °   0 5  10  15  20  25  u / μ m   56.6  39.3 25.9 20.9 28.2  41.6  σ ma x /mpa   201  183 143 122  135  160  ξ / 10 -4   6.9  6.4 5.7 3.7 4.5  5.2      The va riation  tren d of th maximum  displacement  an d the f r ont  ra ke  angl e of t he bit i n   the hard  ro ck  ca se is  sho w n in Figure 8.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     De sign F r ont  Ra ke Angle o f  PDC Bit Based on Solid  Wo rks Sim u lation Method   (Xiaom ing HAN)  633     Figure 8.  Displacement ch ange tre nd of  different fron t rake a ngle i n  hard  ro ck p r ope rtie       It can be ob tained a con c lu sion from table 4:  in the hard ro ck,  the front ra ke angle   betwe en 0 - 1 5 °, the big g e st st re ss  a nd di spla ce ment of the  bit are  gra dually de cre a sin g indicating tha t  in this inte rval increa sin g   front  ra ke  an gle can im prove the  servi c e life of th bit,  increa se  co al  cru s hing  effi cien cy; But in  betw een  15 -25° th e m a ximum  stre ss a nd di spl a cem ent  of bit increa ses, and the in cre a se rate i s  bigger a nd bi gger, indi cati ng the red u cti on pinion a n g l e   is helpful to prolo ng the service life  of the bit during  this interval. When    = 1 5 , t he bigge st  stre ss an d di spla cem ent o f  bit chan ge  minimum.  Th erefo r e, the o p timal front  rake  angl e of  the  bit in drilling i n  the hard  rock i s    = 15 The re ason s for the above  phenom eno n are the in crea se of the  front ra ke an gle the   conta c t are a  of the compo s ite and  coal  rock is  in cre a sin g  in the pro c e ss of d r illing hard ro ck  whe n   α =0-15 ° , the  stre ss  area  of th cutting teeth i s   co rrespon din g ly larg er, th e bit i s  m a inl y  to   she a co al ro ck;  with th e i n crea se  of th e front  ra ke  a ngle, the  co ntact a r ea  bet ween th e cutting   teeth and the  coal ro ck is  corre s p ondin g ly large r  wh en  α =1 5-2 5 °.  But at this time the bit broke n   rock form  is g r adu ally tra n sformed  into  b r oken   cru s hin g  by  sh ear  crushi ng, a n d  the  com p re ssi v stren g th of  co al ro ck i s  m u ch l a rg er tha n  the  sh ear st rength, th erefore,  the  maxi mum  stre ss a nd  displ a cement  of the compo s ite ro ck bit is chan ging g r a dually.      6. Conclusio n s   (1)  The  effect ive rang e of the front  ra ke  angle i s  0 ≤α π /2-( ψ + θ + by the force  analysi s   of the P D C bi t’s cutting tee t h. The m a in  factors  affecti ng the  cutting  force  and  dri lling effici en cy  is cutting teet h front ra ke a ngle.   (2) Usin g Si mulation finit e  elem ent  si mulation,  the  static an alysis of  different  front  ra ke  angle bits in  soft and ha rd  rock is ca rri e d  out. The  re sults  sho w  that the optimal front rake a n g le   of the bit in soft rock an hard  ro ck is  resp ectively  α =10 °  an α =1 5°, and th e st rength  of the  bit  is the la rge s and lo nge st li fe whe n  the b i t is in the o p timum tooth a ngle. It provid es a  refe ren c method for th e desi gn of compo s ite bit, and al so prov ides a theo ret i cal ba si s for the sele ction  of  PDC bit.       Ackn o w l e dg ements   The autho rs are g r ateful for the fundin g  of  this work by the Hen an provin ce  edu catio n   depa rtment  applie d re se arch p r oje c t  fund (1 5A4 4000 4, 16A4 6000 5) a nd  Hen an p r ovi n ce  sci en ce an d tech nolo g y project (1 621 02 2102 29).       Referen ces   [1]    Liu Z h u-ji an.  T he reasons  of losin g  effic a c y   of PDC a n chor  bit an d  improvi ng co unterme asure.   Super hard Mat e rial E ngi ne eri n g . 201 2; 24(4) : 28-32.   [2]    Liu  Xi ang- do n g , Qu Jun-li. Optimizatio n  Rese arch on t he Mai n  Geo m etrical Para meters of PDC  Anchor Bit.  Coal Mine Machinery . 2010; 3( 11 ): 29-31.   [3]    W ang Z h en-q u an, Z h o u  Yu e- hui. Stu d y  o n  r o ck bre a ki ng r egu latio n  i n   opt imizin g cutti ng  ang le  of PDC   bit,  Coal Mi ne  Machi nery . 20 10; 30(8): 4 9 -5 1.  [4]    Li Gu o-hu a, T ao  Xi ng-h ua. T e sting stu d y   on  crushi ng  w o rk  r a tio of  rock un der d y nam ic a nd  static   lo ad .   Chin ese Jo urn a l of Rock Mec han ics an d En gin eeri n g . 20 0 4 ; 23(14): 2 448 -245 4.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  627 – 634   634 [5]    Li T i an-j un, Y a n T a i-nin g РК   Богд анов . W o rk mec han is m of d i amo n d  comp act cutti ng-e dge.   Co al   Geolo g y & Exp l orati o n . 20 11; 39(2): 78- 80.   [6]    Z hou  De- y o ng,  CAI H uan.  E x perime n t o n   effect of  cutter  pa rameters  of PD C bit  on  rate  of  pe netrati on.   Journ a l of Chi n a Univ ersity of Petrole u m  (Edi tion of Natura l Scienc e) . 200 9 ;  33(5): 77-79.    [7]    Z hou De- y o ng,  Cao Ji-fei, Yu an Jun. et. Optimiza tio n  des ig n of the cutter size an d back  rake for pdc   bit in har d formation.  Petrol eu m Dri lli ng T e ch niq ues . 20 11; 39(6): 91- 94.   [8]    Z hou D e - y on g, Z hang Ji an g-h a i, W A NG Rui- he.  T he experi m ental stu d y   of  PDC bit mec h anics mo de l.   Petrole u m  Dril li ng T e chn i q ues . 2005; 33( 2): 41-43.   [9]    Z hai Y i ng- hu,  Cai  Jin g -lu n , L i Xi-she ng.  D e sig n  of  PDC   bit cutter  w o rki ng  an gle.  J our nal  of C h i n a   Univers i ty of Petrole u m  (Editi on of Natura l S c ienc e) . 199 2; 16(1): 24- 33.   [10]   Z hao  F u -ju n The oretic al an d  experi m e n tal r e searc h  on  roc k  fragme n tatio n  und er coup li ng dyn a mic   and st atic l oad s . Chan gsh a Centra l So uth  Univers i t y , sc h ool  of reso urc e s an d s a fet y   eng ine e ri ng.  200 4.  [11]    Guo Ji an, S u n   W en-lei.  T he stress a nal ys is  o f  PDC  dril l b i ts in  th e process  of  dri lli ng.   Ma ch i n e  To ol  &   Hydra u lics . 20 08; 36(1 2 ): 25- 28.   [12]    Lia ng Z h o ng- yu, Ji Z hen- qia ng, Ch en Z h a n -Qi ng, et a l . Stud y on m e a s ur in g e x p e rim ent of coa l   mecha n ics perf o rmanc es.  Coa l  Engi neer in g . 201 3; 10: 96-9 9 [13]    W ang La i-gu i, Z hang Pen g , Yang Jia n -li n , et  al. Research on prop erty mod i ficatio n  and micro- mechanism of soft rock.  Bulle tin of the Chi n e s e cera mic soc i ety . 2015; 3 4 ( 1 ): 99-10 5.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.