收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

刻槽控制爆破有限元数值模拟

徐海清  
【摘要】: 刻槽孔断裂控制爆破是用机械、高压水射流方法在孔壁预计开裂方向刻轴向槽,用动爆或静态胀裂剂对所切割介质的开裂位置、开裂方向进行控制的一种断裂控制爆破方法。 此种断裂控制爆破法具有切割面平整、对切割体的破坏性小、便于在生产中推广应用的突出优点。目前已有两种机械刻槽方法(V形刻槽方法和矩形刻槽方法)获得专利,机械刻槽方法是解决我国石材业急需提高荒料率这一问题的重要手段之一。 论文中论述了刻槽爆破的机理研究,并且列举了目前在刻槽爆破模拟方面采取的各种方法和结论。本文采用有限元ANSYS软件数值模拟了V形、矩形和半圆形刻槽孔,并且采用应力图可视化地显现出三种刻槽方式在刻槽尖端都具有应力集中作用。 通过建立在弹性体内刻槽孔壁上作用有均匀内压的弹性力学模型,采用有限元数值方法求解刻槽尖端和槽孔周围应力,得出应力分布规律,从而在数值解上证明V形、矩形和半圆形刻槽尖端是首先产生裂缝的位置。 通过对V形槽等效应力的求解,分析V形刻槽角度、刻槽深度、槽孔曲率半径等因素对槽孔附近及槽孔尖端应力场的影响;得出了V形槽孔各参数与槽孔周围应力分布之间的规律;通过对矩形槽等效应力的求解,分析矩形刻槽深度、槽孔宽度等因素对槽孔附近及槽孔尖端应力场的影响;得出了槽深、槽宽与槽孔周围应力分布之间的规律;通过对半圆形刻槽等效应力的求解,分析了刻槽半径对槽孔附近及槽孔尖端应力场的影响。本文从力学上说明V形、矩形和半圆形刻槽槽孔可以有效控制裂纹的初始点和扩展方向,槽孔断裂控制爆破是一种有效的石材开采方法。 经过有限元数值模拟V形、矩形和半圆形刻槽孔在不同刻槽参数下的等效应力分布规律,进行分析得到如下结论: (1)V形刻槽尖点上与尖角附近预计断裂面上(x轴上),等效应力明显大于槽孔其他各处,因而槽孔内壁加载时,始裂点在刻槽尖点处产生,裂纹扩展方向在轴线上; (2)V形和矩形刻槽尖点上的等效应力都随着刻槽深度的增加而增大;刻槽深度建议取4~6mm。 (3)根据V形刻槽尖点上的等效应力与刻槽角度的关系,建议取60°≤a≤90°; (4)V形刻槽尖角处应力随着刻槽尖端曲率半径的增大而减小;但是在工程实践中,曲率半径过小将导致岩石对切刃的夹持作用增大,机械刻槽效率降低,刃具磨损加大。因此刻槽曲率半径不易取太小,建议取0.6mm~2.0mm; (5)矩形刻槽宽度越大,刻槽尖点等效应力集中度越小,因此刻槽宽度不易取得太大,建议取3mm~4mm; (6)V形和矩形刻槽都能在刻槽尖端起等效应力高度集中,并且有效控制裂纹的初始点和扩展方向; (7)V形和矩形刻槽在槽深相同、尖端曲率半径相同时,在刻槽尖端等效应力集中效果相差不大。 (8)半圆形槽孔刻槽半径越小槽尖等效应力越集中,但改变不大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 饶茂;顾伟;李静媛;;基于DEFORM-3D模拟的7050铝合金型材挤压过程的晶粒尺寸研究[J];铝加工;2011年03期
2 魏凤春;张军;张晓;张恒;;正交各向异性易碎复合材料层合板的设计与试验研究[J];工程塑料应用;2011年05期
3 张程燮;孙志宏;章文俊;;柔顺机构拓扑优化设计中的应力研究[J];煤矿机械;2011年08期
4 徐中;王岳峰;仲强;王磊;徐文骥;;含多粗糙峰涂层等效应力的有限元分析[J];机械工程学报;2011年15期
5 李太江;姚兵印;刘福广;张建强;章应霖;;超超临界机组奥氏体/马氏体异种钢接头蠕变数值模拟[J];焊接学报;2011年07期
6 毕新帅;吴丹;;随钻中子测井仪机械强度计算方法研究[J];石油仪器;2011年03期
7 徐文娟;曲芳;杨德生;梁志强;;1t固定式矿车车箱受力变形的有限元分析[J];黑龙江科技学院学报;2011年04期
8 杨林建;吴先文;冯锦春;李剑;;基于ANSYS的大型立磨机机身立柱改造研究[J];机械设计与制造;2011年08期
9 张景强;王贵和;于天彪;王宛山;;超高速陶瓷CBN砂轮结构优化设计[J];中国机械工程;2011年16期
10 杨林建;吴先文;李剑;;基于有限元法的转炉托圈应力分析研究[J];机械设计与制造;2011年07期
11 宋普光;王开坤;王元宁;;SiC_p/Cu合金电子封装壳体半固态成形模拟[J];特种铸造及有色合金;2011年07期
12 李凤明;高剑峰;王排营;马天明;祝真真;马健;张建军;;刻槽多鱼顶打捞筒的研制与应用[J];石油机械;2011年08期
13 杜磊;唐华平;郝长千;姜永正;;半浮芯棒连轧管工艺过程的有限元模拟分析[J];工程力学;2011年07期
14 张倩倩;王刚;薛克敏;;新型6300kN多向模锻液压机的有限元分析[J];精密成形工程;2011年04期
15 张乐乐;李培;崔进;;基于整体-局部方法的焊接构架承载能力的分析[J];铁道学报;2011年08期
16 王福松;黄树涛;周丽;许立福;;SiCp/Al复合材料磨削加工去除机理的有限元分析[J];金刚石与磨料磨具工程;2011年04期
17 李国庆;王旭;柯昌青;刘贵强;高闱;;基于ANSYS的液压支架整机强度分析[J];煤矿机械;2011年09期
18 刘长红;赵新;;空心导杆挤压成形及数值模拟[J];热加工工艺;2011年11期
19 张良英;秦立庆;林峰;;平板硫化机框架板CAE结构分析[J];机电技术;2011年03期
20 秦学枫;王少阳;陈文琳;;转向臂锻造工艺研究[J];精密成形工程;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴建超;陈蜀俊;陈子华;陈俊华;;三峡水库蓄水引起的等效应力变化和胡家坪M_S4.1地震[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
2 周喆;黄文彬;李明瑞;王红卫;杨青春;;有限变形下的等效应力等效应变问题[A];钱学森技术科学思想与力学论文集[C];2001年
3 王健;沈亚鹏;;SMA短纤维复合材料恒温时的等效应力-应变响应[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
4 李彦文;滕亚钢;柳进转;;钢壳体外表面激光刻槽工艺[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
5 何少琪;宋爽;衡阳;李仲明;;刻槽埋栅太阳电池镀镍工艺的改进[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
6 孙致平;董梅;王立涛;朱涛;丰慧;沈新玉;;涂层辊刻槽工艺对电工钢涂层性能的影响[A];2010第11届中国电工钢专业学术年会论文集[C];2010年
7 朱乃龙;;多轴应力状态下脆性材料断裂的统计判据[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1993年
8 陕小平;刘广华;邹连阳;李一心;谢宏峰;张红军;;ANSYS在顶驱减速箱设计中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
9 盛丽娜;宋明涛;刘杰;;中能重离子微束辐照装置的真空窗[A];第三届全国粒子加速器技术学术交流会论文集[C];2007年
10 汤炜梁;袁奇;高锐;;风力机塔筒的三维有限元抗台风分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓彩萍;光肩星天牛刻槽微生物及其对幼虫致病性的研究[D];北京林业大学;2009年
2 钱向东;混凝土拱坝的强度计算与极限荷载分析[D];河海大学;2005年
3 苏工兵;苎麻茎秆力学建模及有限元模拟分析研究[D];华中农业大学;2007年
4 李祝龙;公路钢波纹管涵洞设计与施工技术研究[D];长安大学;2006年
5 徐春国;轴类件的柔性辊轧成形理论及工艺研究[D];机械科学研究总院;2006年
6 陈刚;小型冲压蠕变试验方法研究[D];武汉理工大学;2006年
7 金凤;桑天牛产卵分泌物组成、来源和功能的研究[D];南京林业大学;2008年
8 赵军华;宏观结构的三参数三维断裂研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 高重阳;内部爆炸载荷下柱壳结构破裂问题的研究[D];清华大学;2000年
10 王德喜;水力喷砂割缝射孔工艺参数优化研究[D];中国地质大学(北京);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐海清;刻槽控制爆破有限元数值模拟[D];武汉理工大学;2004年
2 冀静;光肩星天牛刻槽微生境的初步研究[D];北京林业大学;2003年
3 徐彬;一种寒区冻土地基新型桩的设计思路和工作性状探讨[D];西安理工大学;2003年
4 唐蜜;大威力穿甲弹弹托的技术研究[D];南京理工大学;2005年
5 张义;混凝土拱坝稳定分析的理论与方法研究[D];河海大学;2006年
6 许在文;大型整体壁板扁挤压筒的应力光弹性及有限元分析[D];合肥工业大学;2004年
7 梁猛猛;纤维桩外形及弹性模量对纤维桩修复应力的影响[D];第四军医大学;2008年
8 刘涛;轻武器弹丸转速测试技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 张海阳;大尺寸泄洪孔对浆砌石拱坝坝体应力影响研究[D];河海大学;2006年
10 黄杏利;化学机械抛光保持环工艺参数及磨损模型的研究[D];西北工业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 龙玉珍;LCD知多少?[N];中国计算机报;2001年
2 ;可记录光盘CD-R产品评测[N];计算机世界;2004年
3 顾巍钟;南京斥巨资整治东郊废弃矿山[N];新华日报;2006年
4 本报记者 何万敏;螺髻山 古冰川遗迹博物馆(上)[N];凉山日报(汉);2007年
5 清华大学光盘中心 许斌 白祥国;雕刻DVD[N];计算机世界;2005年
6 刘宗华;香花槐的两大虫害[N];中国花卉报;2004年
7 蔡应律;赏螺髻山色 品彝家风情[N];凉山日报(汉);2006年
8 评测实验室;激光刻刀下的较量[N];计算机世界;2004年
9  ;虫害防治[N];中国花卉报;2004年
10 ;一路欢歌游普格[N];凉山日报(汉);2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978