本文關(guān)鍵詞：準(zhǔn)脆性顆粒材料的受壓漸進(jìn)破碎機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 顆粒料層 破碎機(jī)理 微觀形貌 數(shù)值模擬

【摘要】：顆粒材料由于具有優(yōu)良的工程特性而在土木、化工等行業(yè)受到廣泛使用。但在高應(yīng)力水平下顆粒材料可能發(fā)生顆粒破碎現(xiàn)象,從而影響顆粒堆積料層的宏觀物理力學(xué)屬性,進(jìn)而影響堆積料層的內(nèi)力變形和整體穩(wěn)定安全。因此研究顆粒破碎現(xiàn)象具有十分重要的工程意義。本文基于試驗(yàn)和數(shù)值模擬的手段,分別采用陶質(zhì)顆粒和氧化鋁顆粒兩種材料,對(duì)球形顆粒料層受壓破碎的基本模式和內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行了相關(guān)研究。論文主要工作如下:(1)開(kāi)展了系列單顆粒準(zhǔn)靜態(tài)壓縮破碎試驗(yàn)研究。結(jié)果表明單個(gè)顆粒在平板壓縮作用下破壞模式為張拉型,球形顆粒產(chǎn)生兩條近似正交的貫穿性裂縫�；谄桨鍓嚎s位移與反力載荷曲線,發(fā)展相關(guān)理論計(jì)算得顆粒材料的抗拉強(qiáng)度、彈性模量和斷裂能等基本參數(shù)。(2)分別采用陶質(zhì)顆粒和氧化鋁顆粒兩種材料,設(shè)計(jì)并完成了系列顆粒料層的側(cè)限壓縮破碎試驗(yàn)研究。自主研發(fā)試驗(yàn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒破碎過(guò)程的實(shí)時(shí)觀測(cè)�？紤]試樣顆粒材料、粒徑大小以及級(jí)配組分的變化,辨識(shí)顆粒料層在單調(diào)遞增壓載下的漸進(jìn)破碎模式并提出破碎力學(xué)模型。通過(guò)試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)曲線,提出了顆粒料層破碎的三個(gè)典型階段。(3)開(kāi)展了掃描電鏡顯微觀測(cè)試驗(yàn)研究,對(duì)典型破碎顆粒的原生表面,破裂面和破碎過(guò)程區(qū)進(jìn)行了微觀形貌觀測(cè),對(duì)不同作用引起的破裂面形貌進(jìn)行了分析比較,表明張拉斷裂是顆粒破碎的主導(dǎo)破碎型式;基于顆粒篩分試驗(yàn),發(fā)展Hardin提出的相對(duì)破碎勢(shì)概念,采用單位能量下的相對(duì)破碎勢(shì)對(duì)各次試驗(yàn)的顆粒破碎程度進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。(4)基于非線性損傷斷裂力學(xué)模型分別對(duì)單顆粒平板壓縮和顆粒料層受側(cè)限壓縮的漸進(jìn)破碎行為開(kāi)展數(shù)值模擬研究。數(shù)值模擬得到的顆粒破碎模式與試驗(yàn)結(jié)果符合較好,并討論了張拉型斷裂能參數(shù)對(duì)顆粒變形破碎模式和宏觀響應(yīng)規(guī)律的影響,進(jìn)一步揭示了影響顆粒破碎的因素和規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：顆粒料層 破碎機(jī)理 微觀形貌 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-17
• 1.2.1 單一顆粒破碎研究9-11
• 1.2.2 多顆粒破碎研究11-14
• 1.2.3 顆粒破碎數(shù)值模擬研究14-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和方法17-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.3.2 實(shí)施方案18
• 1.4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)18-20
• 第2章 單顆粒壓縮破碎試驗(yàn)研究20-38
• 2.1 單顆粒壓縮破碎試驗(yàn)20-23
• 2.1.1 試樣材料介紹20-21
• 2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介21-22
• 2.1.3 試驗(yàn)流程22-23
• 2.2 單顆粒破碎試驗(yàn)結(jié)果分析23-27
• 2.2.1 陶質(zhì)顆粒載荷-位移曲線23-25
• 2.2.2 氧化鋁顆粒載荷-位移曲線25-27
• 2.3 單顆粒壓縮破碎模式分析27-35
• 2.3.1 掃描電鏡試驗(yàn)介紹28-29
• 2.3.2 破碎形貌的微觀尺度分析29-35
• 2.4 顆粒基本力學(xué)參數(shù)標(biāo)定35-37
• 2.4.1 顆粒彈模標(biāo)定35-36
• 2.4.2 顆�？估瓘�(qiáng)度標(biāo)定36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 顆粒料層的壓縮破碎試驗(yàn)研究38-92
• 3.1 顆粒料層的壓縮破碎試驗(yàn)介紹38-42
• 3.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)的設(shè)計(jì)38-40
• 3.1.2 試樣制備40-41
• 3.1.3 試驗(yàn)步驟41-42
• 3.2 顆粒料層破碎試驗(yàn)的荷載-位移曲線分析42-50
• 3.2.1 系統(tǒng)位移誤差修正42-43
• 3.2.2 單一粒徑料層試驗(yàn)結(jié)果43-45
• 3.2.3 混合粒徑料層試樣破碎模式45-47
• 3.2.4 單一粒徑試樣和混合粒徑試樣對(duì)比47-48
• 3.2.5 陶質(zhì)顆粒和氧化鋁顆粒比較48-50
• 3.3 顆粒料層壓縮破碎模式分析50-77
• 3.3.1 單一粒徑料層試樣破碎模式50-57
• 3.3.2 混合粒徑料層試樣破碎模式57-62
• 3.3.3 多顆粒微觀尺度破碎模式分析62-77
• 3.4 粒徑分析77-90
• 3.4.1 顆粒破碎的度量77-79
• 3.4.2 陶質(zhì)顆粒篩分曲線分析79-83
• 3.4.3 氧化鋁顆粒篩分曲線分析83-90
• 3.5 本章小結(jié)90-92
• 第4章 顆粒受壓破碎機(jī)理的數(shù)值模擬研究92-104
• 4.1 顆粒壓載破碎試驗(yàn)的數(shù)值模型92-96
• 4.1.1 顆粒模型和參數(shù)選取92-94
• 4.1.2 顆粒料層壓縮破碎模型的實(shí)現(xiàn)94-95
• 4.1.3 顆粒料層側(cè)限受壓數(shù)值模型95-96
• 4.2 顆粒壓縮破碎試驗(yàn)的數(shù)值模擬96-102
• 4.2.1 單顆粒壓縮破碎工況96-98
• 4.2.2 單一粒徑組顆粒料層壓縮破碎工況98-101
• 4.2.3 混和粒徑組顆粒料層壓縮破碎工況101-102
• 4.3 本章小結(jié)102-104
• 第5章 總結(jié)與展望104-107
• 5.1 研究成果總結(jié)104-105
• 5.2 研究展望105-107
• 參考文獻(xiàn)107-110
• 致謝110-112
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果112

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李云龍,王淀佐;高壓料層粉碎理論研究[J];長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

2 吳勝利;陳東峰;趙成顯;張麗華;韓宏亮;薛方;;不同料層高度燒結(jié)過(guò)程尾氣排放規(guī)律[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

3 David W.Daniel;T3元昌;;新型模擠磨料層掽體珩，

本文編號(hào)：652806