截割头作为掘进机的直接破岩工作机构,其上的工作载荷是非线性的。为揭示破岩过程中截割头的动态响应,文章在深入研究截齿截割机理和有限元理论的基础上,提出了LS-DYNA软件在截割头破岩过程模拟中的应用策略,建立了截割头破岩模拟的有限元模型,实现了截割头破岩过程的数值模拟,获得了截割头工作时的动态载荷,分析了截齿在破岩过程中的可靠性、载荷特性和截割速度对截齿载荷的影响。对截割头破岩过程的数值模拟,对于指导掘进机截割头乃至整机设计具有重大应用价值。文章研究了掘进机截割头破岩过程数值模拟的关键技术问题,使得应用数值模拟技术来模拟截割头的破岩过程成为可能,为广泛应用该技术提供了一定的指导和借鉴意义。文章解决了截割头有限元的全映射网格构建问题,运用空间变换的方法,实现了截齿在截割头上的准确定位,运用共节点法及向刚体附加节点法实现了合金头柔性体和齿体柔性体,截齿柔性体和截割头刚体有效地连接,使得分析柔性截齿的动态响应成为可能。