鈷結(jié)殼振動(dòng)切削機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鈷結(jié)殼的剝離破碎是鈷結(jié)殼開(kāi)采過(guò)程中的重要步驟，因此尋找一種合適的鈷結(jié)殼破碎方法是深海鈷結(jié)殼資源開(kāi)發(fā)的重要前提，本論文主要研究在振動(dòng)和靜態(tài)條件下破碎剝離鈷結(jié)殼切削阻力的變化機(jī)理。 本文從研究鈷結(jié)殼模擬料動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型出發(fā)，利用SHPB實(shí)驗(yàn)臺(tái)，得到了鈷結(jié)殼模擬料在沖擊載荷作用下動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，并建立了理論動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型，為仿真實(shí)驗(yàn)研究中材料模型的建立提供參考。然后運(yùn)用斷裂動(dòng)力學(xué)理論，根據(jù)巖石動(dòng)態(tài)斷裂準(zhǔn)則，從細(xì)觀上分析了振動(dòng)加載對(duì)鈷結(jié)殼

2、裂紋擴(kuò)展的影響，得出了當(dāng)能量作用密度達(dá)到門檻值后，一定頻率范圍內(nèi)的加載應(yīng)力波在裂紋的擴(kuò)展中才發(fā)揮作用。同時(shí)從宏觀上分析了截齒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，建立了振動(dòng)切削鈷結(jié)殼的動(dòng)力學(xué)模型，得出振動(dòng)滾筒對(duì)地面的作用力F<,v>較大時(shí)，才能更有效的破碎。在此基礎(chǔ)上，利用Ansys/LS-DYNA軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究，探尋鉆結(jié)殼模擬料裂紋尖端的應(yīng)力變化情況和在各種切削參數(shù)組合下切削力的變化情況。根據(jù)仿真分析結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，在振動(dòng)切削破碎試驗(yàn)臺(tái)上利用自