發(fā)布時間：2017-10-03 19:35

  本文關(guān)鍵詞：巖石的動態(tài)特性及其破碎特征分析

  更多相關(guān)文章： 應(yīng)變率 能量耗散 比能吸收 能時密度 破碎與損傷 掃描分析

【摘要】：利用分離式霍普金森實驗裝置,選取直徑均為50 mm,長度分別為500 mm、 400 mm、300 mm的三個系列的彈頭,采用遞增氣壓分別沖擊直徑50 mm、厚度25 mm的花崗巖、千枚巖、赤鐵石英巖、磁鐵石英巖四種巖石試件。通過試驗,分析了動荷載作用下巖石的破碎過程及機(jī)理,建立了同一沖擊荷載作用下四種巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線,并擬合出峰值應(yīng)力與應(yīng)變率的相關(guān)關(guān)系。通過分析沖擊試驗中不同彈頭沖擊作用下的巖石試件能量耗散方式,得出比能吸收與入射能具有高度的線性關(guān)系；采用比能吸收值與反射波經(jīng)歷時間的比值定義能時密度,探討了能時密度與彈頭沖量、入射能、動態(tài)增強(qiáng)因子之間的相關(guān)關(guān)系；通過對巖石試件破碎塊度統(tǒng)計,擬合出塊度分形維數(shù)與能時密度的相關(guān)關(guān)系,進(jìn)而得到以最佳破碎塊度分形維數(shù)為指標(biāo)的不同彈頭沖擊下能時密度與巖石試件的最佳匹配關(guān)系。借助細(xì)觀力學(xué)理論、分形理論和掃描電鏡圖像分析方法,說明了巖石動態(tài)破碎的細(xì)觀過程及機(jī)理,探討了不同彈頭沖擊作用于具有不同表面分形維數(shù)的巖石試件時,能時密度和典型碎塊表面的分形維數(shù)以及動態(tài)增強(qiáng)因子和典型碎塊表面的分形維數(shù)的相關(guān)關(guān)系；引入關(guān)系式SEAT ∞ Df1EXP[-(n/Df)Df2]并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得到四種巖石試件的能時密度與巖石表面分形維數(shù)、典型碎塊表面分形維數(shù)、破碎塊度分形維數(shù)、碎塊均勻性系數(shù)之間的擬合關(guān)系表達(dá)式,進(jìn)而得到不同彈頭沖擊作用于不同巖石試件的最小能時密度值。根據(jù)不同彈頭作用于不同巖石試件的最大比能吸收值、最大能時密度值和相同破碎狀態(tài)情況下最小能時密度值,得出沖擊試驗中合理的彈頭與巖石類型匹配關(guān)系。文中還簡單探討了沖擊破碎碎塊的損傷度表達(dá)方式,為進(jìn)一步工作奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)變率 能量耗散 比能吸收 能時密度 破碎與損傷 掃描分析
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 巖石動態(tài)破碎及能量特征11-12
• 1.2.2 巖石細(xì)觀觀察的掃描電鏡方法12-13
• 1.2.3 細(xì)觀損傷力學(xué)理論13-15
• 1.3 本文主要的工作內(nèi)容15-16
• 2. 沖擊試驗與巖石破碎特征16-31
• 2.1 霍普金森桿實驗技術(shù)發(fā)展歷程簡介16-17
• 2.2 霍普金森壓桿實驗過程17-21
• 2.2.1 試樣設(shè)計及制備17-18
• 2.2.2 Φ50mm分離式霍普金森壓桿實驗裝置18-19
• 2.2.3 實驗原理19-21
• 2.3 試驗數(shù)據(jù)及分析21-30
• 2.3.1 試驗數(shù)據(jù)21-23
• 2.3.2 試驗結(jié)果分析23-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 3. 巖石沖擊破碎的能耗特征31-46
• 3.1 沖擊試驗中的能量結(jié)構(gòu)分析31-32
• 3.2 試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析32-45
• 3.2.1 試驗數(shù)據(jù)32-35
• 3.2.2 試驗結(jié)果分析35-45
• 3.3 小結(jié)45-46
• 4. 巖石沖擊破碎塊度與能耗特征46-56
• 4.1 羅仁—拉姆勒函數(shù)46-47
• 4.2 試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析47-55
• 4.2.1 試驗數(shù)據(jù)47-52
• 4.2.2 試驗結(jié)果分析52-55
• 4.3 小結(jié)55-56
• 5. 巖石的微損傷分析56-71
• 5.1 巖石細(xì)觀尺度的觀察56-58
• 5.1.1 引言56
• 5.1.2 代表性體積單元的選取56-57
• 5.1.3 巖石試件的細(xì)觀尺度觀測方法57-58
• 5.2 巖石試件細(xì)觀尺度的分析方法58-60
• 5.2.1 分形理論58-59
• 5.2.2 盒維數(shù)59-60
• 5.3 試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析60-70
• 5.3.1 試驗數(shù)據(jù)60-62
• 5.3.2 試驗結(jié)果分析62-70
• 5.4 小結(jié)70-71
• 6. 結(jié)論與展望71-74
• 6.1 本文結(jié)論71-72
• 6.2 今后工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80
• 作者簡介80-81

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本文編號：966334