煤沖擊破壞動(dòng)力學(xué)特性及磁場(chǎng)變化特征實(shí)驗(yàn)研究
本文選題:煤沖擊破壞 + 動(dòng)力學(xué)特性; 參考:《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)》2013年博士論文
【摘要】:本文采用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的方法,研究了煤沖擊破壞過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)特性及磁場(chǎng)變化特征。利用分離式霍普金森壓桿(SHPB)和ZDKT-1型瞬變磁振測(cè)試系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究不同沖擊速度下煤試樣破壞時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性和磁場(chǎng)變化規(guī)律;研究了應(yīng)變率、應(yīng)力極值等動(dòng)力學(xué)參數(shù)與磁場(chǎng)變化信號(hào)幅值、信號(hào)能量之間的關(guān)系;采用HHT法去噪,充分保留動(dòng)態(tài)測(cè)試信號(hào)的瞬態(tài)非平穩(wěn)特征,,確定了磁場(chǎng)變化信號(hào)的主要頻段;將損傷模型與粘彈性模型相結(jié)合,建立了煤沖擊破壞損傷體-粘彈性本構(gòu)模型;采用HJC本構(gòu)模型處理煤試樣,利用LS-DYNA數(shù)值模擬再現(xiàn)煤沖擊破壞SHPB過(guò)程;提出一種煤抗沖擊性能測(cè)定方法,并分析煤沖擊破壞過(guò)程中的能量耗散規(guī)律,利用新表面學(xué)說(shuō)和熱力學(xué)定律,建立煤與瓦斯突出強(qiáng)度能量評(píng)價(jià)模型;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試爆破掘進(jìn)動(dòng)力現(xiàn)象表明磁場(chǎng)變化信號(hào)能量對(duì)煤巖動(dòng)力災(zāi)害有較好的響應(yīng)規(guī)律。
[Abstract]:In this paper, the dynamic characteristics and magnetic field characteristics of coal impact failure are studied by means of experimental study, theoretical analysis, numerical simulation and field test. By using split Hopkinson pressure bar SHPBand ZDKT-1 transient magnetic vibration test system, the dynamic characteristics and magnetic field variation of coal samples under different impact speeds are studied experimentally, and the strain rate is studied. The relationship between the dynamic parameters such as stress extremum and the amplitude and energy of the magnetic field change signal, the HHT method is used to Denoise, the transient non-stationary characteristic of the dynamic test signal is fully preserved, and the main frequency band of the magnetic field change signal is determined. The damage model is combined with the viscoelastic model, and the viscoelastic constitutive model of coal impact damage is established, and the HJC constitutive model is used to treat the coal sample, and the SHPB process of coal impact failure is reproduced by LS-DYNA numerical simulation. In this paper, a method for measuring the impact resistance of coal is presented, and the energy dissipation law in the process of coal impact failure is analyzed. Based on the new surface theory and thermodynamic law, the energy evaluation model of coal and gas outburst strength is established. Field test shows that the signal energy of magnetic field change has a good response law to the dynamic disaster of coal and rock.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類(lèi)號(hào)】:TD713;TD315
【參考文獻(xiàn)】
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2 薛Z
本文編號(hào):1930159
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