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研究矿岩冲击破碎及动态特性的水平冲击实验法

研究材料在高应变率下的动态特性,常采用SPlit一Hopkinson撞杆法.该法经Kolsky和Davies等人的发展〔”“’,已成为高应变率试验的一种常规方法,但实验装置多种多样t3〕. 如图1所示,试样夹持于两等径细长杆之间,产生应力脉冲的冲锤亦与弹性杆等径,这样,当冲锤在其爆轰驱动下冲击弹性杆时,便在弹性杆端产生一矩形应力脉冲,这样便可实现对试样的冲击加载.通过记录仪器记下输入和输出弹性杆的人射、反射和透射应力波,即徽光派婴纂蒸粉人杆电桥故大器单次触发图1霍布金逊实验装置及测试系统F 19·1 Experilnental deviee and measuring system of sH邓第19卷第5期李夕兵等:研究矿岩冲击破碎及动态特征的水平冲击实验法可获得试样的a一“一二关系和试样的能耗值[4间.-‘.:二. 显然,要使记录下来的应力波形真实可靠,听获得的实验数据与其试样实际行为相吻合,Hopkinson撞杆技术必须以...  (本文共8页) 阅读全文>>

《振动与冲击》2011年03期
振动与冲击

煤块冲击破碎速度研究

煤块破碎是煤炭洗选的一个重要生产环节,它可以使原煤更适合洗选加工,也可以使产品煤满足用户对粒度的需求[1]。冲击破碎具有破碎比大和能耗低的优点,同时兼有中碎和细碎的双重作用,是煤块破碎的主要方法[2]。为提高冲击破碎的能量利用率,增加冲击破碎的生产能力,需要对煤块冲击破碎过程进行分析,确定其主要设计参数———冲击破碎速度的取值范围。目前国外学者[3-6]对冲击破碎的研究多集中于冲击式破碎机的破碎性能,都没有对破碎时自由煤块与冲击板冲击碰撞过程进行分析,无法准确获得破碎所需的冲击速度。国内已有一些学者进行了冲击速度的研究,但多是采用数值模拟和计算机仿真方法。房琳等[7]用有限元方法通过MSC.Dytran软件对板锤冲击煤块的过程进行了仿真,得到了冲击过程中使破碎力损失较小的冲击速度。LI Fang-wei和LI Yan-huan等[8]通过LS-DYNA软件对煤岩冲击破碎过程进行模拟,得到破碎煤需要的冲击速度值约为10 m/s。由...  (本文共4页) 阅读全文>>

华侨大学
华侨大学

花岗岩冲击破碎实验研究及内聚颗粒模型构建

立轴冲击式破碎作为人工制砂过程的重要组成部分,国内外学者一直致力于提高产量和降低能耗的研究。立轴冲击式破碎机对于不同的制砂原材料而言,设置合适的破碎机参数能够提高产量以及降低能耗。倘若冲击式破碎机采用固定的一组参数组合来处理所有的物料,那么在制砂过程将出现耗时较长且破碎效果较差的现象,能够合理设置破碎机参数来处理不同的制砂原材料,这将有助于提高破碎效率,达到节能省材的效果。因此,研究物料与影响破碎效果各关键因素之间的关系,优化破碎主机的结构参数与生产参数,对于提高破碎效率、降低能耗具有重要的意义。本文基于主动冲击破碎的基础理论,采用实验结合仿真模拟的技术方案来探究各因素对岩石破碎效果的影响。实验方面,采用单颗粒冲击破碎实验装置,选定影响岩石破碎程度及粒形的表征参数,并对各参数进行控制变量的规律性实验探究,分析总结各个参数对岩石破碎效果的影响规律。仿真方面,利用离散元的方法,并借助EDEM软件,构造了具有内部微结构面和裂纹的花岗岩...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

华侨大学
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石灰石颗粒离散元模型构建及主动冲击破碎特性研究

立轴冲击破碎机作为岩石破碎制砂设备的关键组成部分,是保证石料生产线产品质量的重要因素。研究物料颗粒的破碎过程以及影响破碎效果的因素,对优化破碎机转子结构与生产参数,提高破碎机的生产品质具有重要的意义。论文采用理论分析、实验和离散元模拟仿真对比分析相结合的方式对物料在破碎机中的冲击破碎特性进行研究;经实验与仿真获取用于石灰石颗粒离散元内聚模型构建所需的物料物性参数以及接触参数;利用离散元软件构造了一种具有内部微结构面和裂纹的内聚颗粒球模型,验证了该颗粒模型的合理性,通过实验与离散元仿真相结合的方法研究石灰石物料的破碎特性。主要研究成果有以下几方面:(1)设计实验方法获取物料颗粒的物理力学参数,采用单轴压缩实验获得岩石剪切模量;取制砂机石灰石原料进行下落试验获得碰撞恢复系数;设计装置进行滑板试验和堆积角实验获得物料与自身以及钢板的静摩擦系数;最终进行两种堆积角拟合与实验对比确定石灰石离散元模型物性参数与接触参数。(2)基于离散单元法...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中南大学学报(自然科学版)》2014年09期
中南大学学报(自然科学版)

煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的分形行为

在井下对煤和矸石颗粒进行分离不但可以减少矸石地面排放,减轻矸石山对矿区环境的污染,降低煤矿的提运成本,而且可以为矸石充填提供原料,减轻开采沉陷灾害,是煤矿绿色开采的关键技术[1-2]。冲击破碎分选是根据煤和矸石颗粒的物理机械特性差异,利用冲击破碎后二者的破碎情况不同实现分离的新方法。目前,对该方法的研究多以试验数据的统计分析为主。周甲伟[3]通过冲击破碎试验研究,确定了煤和矸石颗粒破碎概率的影响因素为颗粒粒度和冲击速度,并得到破碎概率在试验冲击速度范围内(4.5~8 m/s)随冲击速度增加呈近似线性增加的结论。李建平等[4-5]采用正交试验的方法,对丢煤率和混矸率的影响因素进行了分析,并指出当煤颗粒的普氏硬度系数小于2时,该方法具有较好的分离效果。煤和矸石颗粒均为脆性材料,内部存在不同尺度的微裂隙,其破碎是微裂隙生长、聚集和贯穿的结果,具有较强的随机性,需要采用概率统计的方法进行研究。分形理论自创立以来,被广泛应用于脆性材料的断...  (本文共6页) 阅读全文>>

《固体力学学报》2012年06期
固体力学学报

基于分形统计强度理论的煤颗粒冲击破碎概率研究

0引言煤颗粒是脆性材料,其内部存在大量不同尺度的微裂隙,颗粒的破碎是微裂隙生长、聚集和贯穿的结果.对煤颗粒内部的微裂隙分布和扩展情况进行测量和预测十分困难,需要借助概率统计的方法进行研究.分形几何学自Mandelbrot创立以来,被广泛用于研究煤岩等脆性材料内部由于裂纹扩展引起的断裂破碎问题[1-3].高峰和谢和平[1,4]基于脆性材料中裂纹尺度的分形分布得到了裂纹尺度的分形维数与经典强度理论中Weibull模量之间的关系,建立了脆性材料的分形统计强度理论.康天合等[5]对煤岩体内部的裂隙尺度分布进行了研究,得到两种裂纹尺度分布的分形测量方法,证明了裂隙分布具有自相似性,并分析了分形维数随煤质不同的变化规律.Xu Y F[6]研究了冰块分形破碎的尺寸效应,通过冰块的分形破碎修正Weibull统计模型,经过修正的模型只包含一个参数,即碎冰块粒度分布的分形维数.Andrea C和Andrea S[7]采用分形几何对疲劳裂纹扩展的尺寸...  (本文共6页) 阅读全文>>