裂纹长度对提升机主轴断裂参量的影响分析

针对最危险的一种工况,模拟计算了提升机主轴高应力区半椭圆形表面裂纹附近的应力应变场,分析了不同裂纹长度时主轴各断裂参量的变化规律。研究结果表明,裂纹中心点处的应力和J积分比较小,而应变比较大。裂纹扩展最快的部位并不是裂纹最深处。在相同载荷条件下,裂纹越长,裂纹扩展驱动力越大,裂纹越容易扩展。     

层理方向对含预制裂纹页岩Ⅰ型断裂特性的影响

层状页岩受内部层理方位分布特征的影响,其力学性质常表现出明显的各向异性特征。为了探究层理方向对层状页岩Ⅰ型断裂特性的影响,针对不同层理倾角β、预制裂纹角度为0°的半圆盘试件开展三点弯曲静态压缩试验和数值模拟试验。试验结果表明,试件的Ⅰ型标准化应力强度因子Y_Ⅰ会随着层理倾角的变化呈现出明显的差异性,并与层理倾角呈现出良好的三次函数关系,且仅在层理倾角β为0°和90°时,试件表现为纯Ⅰ型断裂模式,即层理倾角的变化会改变试件的断裂模式。同时,试件的Ⅰ型断裂韧度随着层理倾角的增大而逐渐减小,并与层理倾角呈二次函数关系;当层理倾角与预制裂纹角度垂直时,试件的Ⅰ型断裂韧度最大;而当层理倾角和预制裂纹角度平行时,试件的Ⅰ型断裂韧度最小。另外,基于扩展有限元法(XFEM),对半圆盘层状页岩试件的破断机制进行研究,验证了试验和计算结果的准确性。     

基于ANSYS的二维断裂参量的分析研究

用有限元分析软件ANSYS对二维断裂试样建立模型,然后进行结构静力分析,并对断裂参量应力强度因子进行计算与分析,结果表明用ANSYS来进行结构静力分析和计算二维断裂参量是十分便捷和有效的。     

提升机主轴损伤断裂原因、预防及裂纹处理

对造成提升机主轴损伤断裂的原因进行分析，根据现场实际情况结合失效分析理论提出预防及处理提升机主轴裂纹的方法。     

提升机主轴损伤断裂原因预防及裂纹处理

对造成提升机主轴损伤断裂的原因进行分析,根据现场实际情况结合失效分析理论提出预防及处理提升机主轴裂纹的方法。     

循环载荷作用下混凝土预制裂纹断裂特性试验研究

以改造废弃巷道作为压缩空气储能系统,研究改造后巷道混凝土衬砌在循环拉应力作用下的稳定性。利用MTS-816岩石伺服试验系统对预制切口混凝土梁在循环载荷作用下的断裂特征进行了研究。首先,进行了单调加载条件下的三点弯曲试验,获得平均破坏载荷和平均断裂韧度。然后,进行了循环载荷试验,并计算断裂韧度。研究表明:当上限载荷比为0.8,循环载荷作用下的峰值COD(裂纹开口位移)变化可分为减速扩展阶段、等速扩展阶段和加速扩展阶段;当上限载荷比小于0.8,循环载荷作用下的峰值COD经过减速扩展阶段和等速扩展阶段的发展后,进入停滞扩展阶段,COD不再增加,裂纹不再扩展;混凝土断裂韧度的衰减与循环载荷的上限载荷有关,当上限载荷比从0.6提高至0.8时,断裂韧度衰率从0.8%增加至12.7%,断裂韧度衰减显著,反之则不超过0.8%,基本无衰减。     

中强和高强铝合金的疲劳裂纹扩展特性

本文研究2024（LY12）和7075（LC4）合金的疲劳长、短裂纹扩展特性，包括裂纹扩展速率、名义门槛植、本征门槛值、裂纹闭合效应、尾迹效应．2024合金有优良名义疲劳裂纹扩展抗力和高的名义门槛值，然而又有强的短裂纹效应，归因于其高的裂纹闭合效应和裂纹闭合效应的尾迹依赖性．7075合金的本征门槛值高和短裂纹效应弱，在近门槛值区有高的本征疲劳裂纹扩展抗力．同时．探讨疲劳裂纹扩展抗力、门槛值与断裂特征的关系．     

压裂裂缝非线性断裂的声发射全波形多参量监测

压裂是油气、地热等流态矿产储层增渗改造以及井工矿围岩控制的重要手段,缝尖断裂过程区(微裂缝区)及裂缝面两侧微裂缝带的发育使压裂裂缝呈非线性断裂,因此,刻画压裂裂缝的非线性断裂是深化压裂理论与有效监测控制裂缝扩展的基础。以岩石中形成(微)裂缝会释放声发射(弹性波)的物理机制为切入点,自主开发了岩石非线性断裂的声发射全波形多参量监测分析程序,优化了高质量波形拾取、波形同步与起振时间计算以及定位算法等系列环节,较现有商业声发射定位程序,定位结果与缝面形态的一致性提升,声发射事件空间分布的离散性降低,进而可通过声发射特征参数的空间展布刻画压裂裂缝断裂过程区与微裂带内能量耗散、损伤程度、多尺寸破裂及拉-剪-压缩(塌陷)断裂机制等空间演化特征,丰富压裂裂缝非线性断裂特性的表征参量。选用四川白砂岩开展了声发射监测下的真三轴压裂物理模拟试验,通过声发射全波形多参量分析方法刻画了压裂裂缝的非线性断裂特征:(1)通过声发射能量空间分布识别了断裂过程区(31 mm长、12 mm宽)与水力微裂缝带,在压裂裂缝横截面呈条带状的断裂过程区具有非等向发育的特征,断裂过程区是压裂裂缝的优势扩展路径,宏观裂缝面在断裂过...     

切缝尺寸对大理岩动态断裂韧度的影响

切缝尺寸对能否测得有效的岩石动态断裂韧度是一个关键的因素。本文大宏观上探讨了切缝尺寸对大理岩动态断裂韧度的影响，并用分形理论从微观上对其进行定量研究，获得了满意的结论。     

爆破参数对预裂爆破裂纹扩展规律研究

预裂爆破是一种控制爆破,为保证预裂爆破的良好效果,需要对岩石裂纹扩展情况进行研究。通过数值模拟的方法,对孔距和不耦合系数等爆破参数对岩石双孔爆破裂纹扩展规律进行研究。研究发现：随着不耦合系数的增加,主裂隙的平均长度先增大后减小,孔壁所承受的冲击压力显著减小;双孔连线中点处的拉伸应力随孔间距的增大而降低。但是随着不耦合系数及孔距增大,双孔裂纹难以贯通,不能够达到预期的预裂效果。合理确定不耦合系数以及孔距,这对矿山爆破严格控制装药量,科学布置炮孔等采取合理的爆破参数精确的控制爆破效果具有重大意义。     

爆炸载荷裂纹扩展的应力强度因子及其断裂行为

为进一步对爆炸作用下裂纹扩展问题进行定量分析,提出采用动焦散实验方法研究爆炸载荷的裂纹扩展机理,为研究岩石爆破机理提供了一种新的有效实验方法。使用切缝药卷的定向断裂形成初始裂纹,采用透明材料进行了爆炸加载的透射动焦散实验。研究了爆炸载荷下的裂纹起裂、发展和止裂的动态扩展行为,分析了其破坏模式、动态应力强度因子及裂纹扩展速度。     

Testing study of subcritical crack growth velocity and fracture toughness of marble

Subcritical crack growth of double torsion specimens made of marble was studied using Instron1342 type electro hydraulic servo test machine. The relations of the mode-Ⅰ stress intensity factor KI versus the subcritical crack growth velocity V and the fracture toughness KIC were obtained by the double torsion constant displacement load relaxation method. The behavior of subcritical crack growth was analyzed. The results show that IgKI-IgV relations of marble measured by this method accord with linear rule, i.e.the relations between subcritical crack growth velocity Vand stress intensity factor KI have a power law, which is in good agreement with Charles theory. The testing results provide a basis for time-dependency of rock engineering stability.     

岩石定向断裂爆破的力学分析及参数研究

采用数值计算、动光弹研究和断裂力学分析的方法对定向断裂爆破的力学效应进行了探讨．揭示了定向断裂爆破中裂纹起裂和扩展的机理．指出初始裂纹改变了炮孔应力场分布;裂尖处发生应力集中并具有导向作用;爆生气体准静态压力是裂纹扩展的动力．同时提出了定向断裂爆破参数的设计原则和方法：增大炮孔间距和密集系数,减少炮孔数量和药量．从而使岩石爆破的孔网参数较光面爆破有较大改善．     

地应力与天然裂缝对煤储层破裂压力的影响

以山西晋城矿区为研究对象,运用有限元模拟方法,计算不同地应力条件下煤岩的破裂压力.分析水力压裂过程中地应力、天然裂缝对煤岩破裂压力的影响.无天然裂缝时,破裂压力随3倍最小水平主应力与最大水平主应力的差值增大而线性增大.有天然裂缝时,天然裂缝降低了煤岩的抗张强度,使压裂裂缝的启裂和延伸脱离井筒周围局部地应力的影响,破裂压力随主应力差减少而增大;天然裂缝与最大水平主应力的夹角在30°左右时,破裂压力最小,大于30°时,破裂压力随夹角的增大而增大;破裂压力随垂直于天然裂缝的正应力的增大呈指数形式变大.     

页岩起裂应力和裂纹损伤应力的试验及理论

为研究页岩在破坏过程中的起裂机制,对具有不同层理倾角的页岩岩样进行了不同围压下的常规三轴压缩实验,基于裂纹体积应变拐点和岩样体积应变拐点分别确定了页岩的起裂应力和裂纹损伤应力。试验结果表明,在相同围压下,层理倾角对页岩岩样的起裂应力大小影响很小,但对裂纹损伤应力的影响较大,这最终导致了页岩破坏模式和破坏强度对层理倾角的依赖性;当层理倾角相同时,随着围压增大,页岩起裂应力与峰值应力的比值变化逐渐增大,而裂纹损伤应力与峰值应力的比值变化很小,说明在层理倾角相同的条件下围压对页岩中裂纹的起裂有显著的影响,而对裂纹的非稳定扩展影响较小;基于断裂力学的压剪裂纹模型解释了页岩的起裂机制,并利用试验数据验证了该模型的合理性;利用该模型预测页岩中含有裂纹的平均长度约为0.985 mm,与现有文献中的结果较吻合;同时该模型的计算结果表明当页岩中的压剪裂纹长度超过3 mm时,裂纹长度对页岩起裂应力的影响不显著。     

采场结构参数优化的数值模拟研究

根据塘子凹矿段采区实际情况,借助于DIMINE软件三维可视化建模和FLAC-3D三维力学分析软件,通过采用三维有限元数值模拟计算方法,对塘子凹采场的3种结构参数和3种开采顺序等五种方案,进行了不同开采时期的优化分析和比较,分析计算了各种模拟方案的应力及位移变化规律,得到了采场的最佳结构参数。     

弹塑性断裂动态有限元分析及结果

通过算例的结果表明 ,编制的程序是可靠的。该程序解决了将冲击载荷代入准静态公式求动态应力强度因子的不准确性问题。     

金属线弹性材料断裂动态有限元分析

在动态载荷作用下 ,对线弹性断裂情况进行二维有限元分析 ,并编制相应程序 ,通过算例的结果表明 ,编制的程序是可靠的。该程序解决了将冲击载荷代入准静态公式求动态应力强度因子的不准确性问题     

离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响研究

构建不同结构特征的离散裂隙网络,然后建立相应的等效岩体模型,通过单轴压缩数值试验得到等效岩体模型的力学参数,分析离散裂隙网络的几何参数对裂隙岩体力学参数的影响。结果表明：随着裂隙密度P₃₂的增加,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变近似线性递减,泊松比近似线性递增；随着裂隙倾角均值的增加,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变先减小后增大,泊松比先增大后减小,在60°时达到极值；对于裂隙倾角的分布特征,当裂隙倾角均值为60°时,单轴抗压强度、弹性模量及峰值应变随Fisher分布常数的增加而减小,泊松比随Fisher分布常数的增加而增加,而对于其它裂隙倾角均值的情况,Fisher分布常数对裂隙岩体力学参数的影响较小；对于裂隙直径的分布特征,幂律分布指数对裂隙岩体力学参数的影响较小；敏感性分析结果表明,单轴抗压强度对于离散裂隙网络几何参数的敏感性最大,弹性模量的敏感性最小。