固體物質(zhì)破碎既是巨大數(shù)量顆粒的多體動力學(xué)問題,又是物體破碎的固體力學(xué)問題,因此對于物料破碎過程的研究仍舊較為困難。目前階段對物料破碎研究大多數(shù)以宏觀破碎特性為主,而從細觀角度上分析物料破碎的研究相對較少,因此從細觀力學(xué)的角度出發(fā)研究物料的破碎特性,對物料破碎機理研究具有重大的科學(xué)意義。本研究基于離散單元法和細觀力學(xué)主要進行了如下工作:從細觀力學(xué)角度出發(fā),給出顆粒系統(tǒng)內(nèi)部強力鏈的判據(jù)準則、沖量以及能耗計算公式;采用計算機技術(shù)和實驗結(jié)合的方法對顆粒細觀參數(shù)進行確定,并構(gòu)建鎢礦石巴西圓盤顆粒模型,然后通過進行巴西圓盤的破碎實驗,對圓盤的動態(tài)破碎過程、力鏈網(wǎng)絡(luò)形態(tài)、力分布特性、能耗特性進行了研究。論文的主要研究成果:(1)基于離散單元理論和顆粒粘結(jié)理論構(gòu)建巴西圓盤二維顆粒模型,對所構(gòu)建的顆粒模型進行動態(tài)破碎實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),裂紋滋生后沿與載荷方向呈30°夾角的路線進行傳遞、貫通;在整個力鏈網(wǎng)絡(luò)中,強力鏈所占比例較少,其沖量和能耗隨時間不斷增加。(2)通過實驗確定了一組顆粒模型的細觀參數(shù),并構(gòu)建了一種鎢礦石巴西圓盤三維顆粒模型,并進行破碎實驗,證明了所構(gòu)建的鎢礦石巴西圓盤顆粒模型能較好的模擬真實礦...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 顆粒模型研究進展
        1.2.1 顆粒粘結(jié)模型研究
        1.2.2 顆粒模型在破碎上的應(yīng)用
    1.3 顆粒材料細觀力學(xué)特性發(fā)展
        1.3.1 力鏈分布特性研究
        1.3.2 力鏈結(jié)構(gòu)的分類
    1.4 破碎率和配位數(shù)
    1.5 巴西圓盤壓裂實驗及接觸方式
        1.5.1 巴西圓盤壓裂實驗
        1.5.2 接觸方式
    1.6 主要研究內(nèi)容
第二章 二維巴西圓盤顆粒動態(tài)破碎及能耗分析
    2.1 顆粒粘結(jié)力分析
    2.2 顆粒體內(nèi)部粘結(jié)鍵的骨架結(jié)構(gòu)研究
        2.2.1 靜態(tài)條件下的骨架結(jié)構(gòu)
        2.2.2 加載條件下的骨架結(jié)構(gòu)
    2.3 顆粒系統(tǒng)內(nèi)部力與能耗計算
        2.3.1 強弱力鏈的判據(jù)構(gòu)建
        2.3.2 顆粒系統(tǒng)能量計算
    2.4 巴西圓盤二維模型構(gòu)建及仿真參數(shù)設(shè)置
    2.5 巴西圓盤破碎結(jié)果分析
        2.5.1 動態(tài)破碎及強力鏈網(wǎng)絡(luò)分析
        2.5.2 強力鏈沖量及能耗分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 鎢礦石巴西圓盤顆粒模型構(gòu)建及實驗研究
    3.1 巴西圓盤應(yīng)力解析及各參數(shù)影響分析
        3.1.1 巴西圓盤應(yīng)力解析
        3.1.2 各參數(shù)影響分析
    3.2 礦石顆粒材料細觀參數(shù)的設(shè)定
    3.3 巴西圓盤壓裂實驗及模型構(gòu)建
        3.3.1 實驗裝置及試樣選取
        3.3.2 礦石圓盤顆粒模型構(gòu)建
    3.4 實驗結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鎢礦石巴西圓盤動態(tài)破碎過程及能耗分析
    4.1 動態(tài)裂紋擴展及力鏈形態(tài)演化
        4.1.1 鎢礦石圓盤動態(tài)裂紋擴展
        4.1.2 力鏈網(wǎng)絡(luò)形態(tài)演化
    4.2 力分布特性研究
        4.2.1 整體區(qū)域力分布特性分析
        4.2.2 局部區(qū)域力分布特性分析
    4.3 動態(tài)破碎能耗分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于細觀力學(xué)的巴西圓盤破碎能耗影響分析
    5.1 尺寸效應(yīng)對能耗的影響研究
        5.1.1 不同尺寸下的細觀受力分析
        5.1.2 尺寸效應(yīng)對能耗的影響分析
    5.2 接觸方式對能耗的影響研究
        5.2.1 接觸方式及宏觀破壞分析
        5.2.2 接觸方式對能耗影響分析
    5.3 配位數(shù)對能耗的影響研究
        5.3.1 不同配位數(shù)下細觀受力分析
        5.3.2 配位數(shù)對能耗影響分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3950391