典型文献
基于应力波效应的磨料射流破煤能量准则
文献摘要：
磨料射流是一种操作简单、切割效率高的绿色加工技术.在矿山开采、油气开发等领域,被广泛应用于破碎煤岩.磨料射流破煤是射流能量传递、转化和释放的过程.射流能量以循环、冲击载荷形式直接加载于射流-煤岩接触区域,并以球面应力波形式向煤岩内部传递.当应力波能量高于煤体破坏阈值,煤体发生破坏.然而,目前磨料射流破煤过程中的应力波传播规律及有效破煤范围不明确.因此,基于应力波效应分析了局部微裂纹时起裂时的煤岩能量密度,结合磨料射流特性,建立了描述磨料射流破煤能量准则;采用能量等效方法,基于SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar,分离式霍普金森杆)实验,研究了相同入射能量下煤样能耗规律及破坏特征,计算了能量准则中的煤岩参数;在此基础上,采用DIC(Digital Image Correlation,数字图像相关法)实验获取了磨料射流冲击下应力波传播规律,并采用能量准则计算了磨料射流破煤的理论范围;通过对比实际和理论破煤深度,验证了磨料射流破煤能量准则.结果表明:磨料射流冲击过程中,煤体发生破坏的能量阈值决定于应力波波速、煤岩破碎能耗密度、碎块平均粒径及磨料射流冲击频率.随入射能量增加,煤样应变率增大,能耗密度增加,但入射能量有效利用率降低;煤体吸收的能量,主要是被用于微裂纹扩展,且破碎后的碎块平均直径与煤样应变率呈一次函数关系.球面应力波传播过程中具有明显时空特征,且沿传播方向能量发生衰减;又由于煤体原生孔、裂隙发育,应力波会出现聚集、叠加,导致局部能量增加.当应力波能量高于煤体裂纹起裂时的能量阈值时,煤体出现破坏.
文献关键词：
磨料射流;能量准则;SHPB实验;DIC实验;应力波效应
中图分类号：
作者姓名：
陈长江;朱英;李志平;张慧栋;刘勇
作者机构：
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400030;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆 400030;中铁装备集团有限公司,河南郑州 450016;河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室培育基地,河南焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000
文献出处：
引用格式：
[1]陈长江;朱英;李志平;张慧栋;刘勇-.基于应力波效应的磨料射流破煤能量准则)[J].煤炭学报,2022(09):3320-3327
A类：
B类：
应力波效应,磨料射流,能量准则,切割效率,绿色加工技术,矿山开采,油气开发,破碎煤岩,能量传递,冲击载荷,载于,接触区域,球面,波能,煤体,应力波传播,传播规律,能量密度,射流特性,能量等效,等效方法,SHPB,Split,Hopkinson,Pressure,Bar,分离式霍普金森杆,入射能量,煤样,能耗规律,破坏特征,DIC,Digital,Image,Correlation,数字图像相关法,射流冲击,冲击过程,能量阈值,定于,应力波波速,破碎能,能耗密度,碎块,平均粒径,冲击频率,应变率,能量有效,有效利用率,体吸收,微裂纹扩展,平均直径,一次函数,函数关系,传播过程,时空特征,传播方向,裂隙发育,局部能量,裂纹起裂
AB值：
0.318409
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