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准静态下脆性材料强度分布试验研究

论文摘要

为了定量分析粉碎数学模型中选择函数与材料尺寸和特性之间的关系,通过对典型的5种不同尺寸的脆性材料K9玻璃球和陶瓷球进行准静态单轴压缩试验,确定破碎过程中的破碎力和断裂能。选取了3种常见的统计学模型Weibull模型、Lognormal模型和Logistic模型对颗粒强度（破碎力、断裂应力、断裂能和断裂比能）分别进行拟合,选择合适的统计学模型作为颗粒破碎的选择函数。研究了不同定义下颗粒强度与颗粒尺寸和材料特性之间定量关系。试验结果表明,在准静态加载下K9玻璃球和陶瓷球的强度呈现显著的分散性,需要用统计学模型来描述颗粒的强度分布。通过对比Logistic模型、Lognormal模型和Weibull模型发现,前2种模型拟合精度均高于Weibull模型,但考虑到数学形式的复杂程度和模型参数的物理意义,选择Logistic模型来描述颗粒的强度分布。Logistic模型中的D与材料特性有关,与颗粒尺寸呈弱函数关系。因此,在使用Logistic模型时,可固定D,产生的误差可被接受。模型中的F50,E50与颗粒的尺寸呈正比,而σ50和Em50随着颗粒尺寸的增加而呈幂函数规律减小。断裂能与破碎力之间的关系只与材料特性有关,而与颗粒尺寸无关,可以用这种特定的关系区分不同属性的物料。断裂应力与断裂比能之间的关系只与材料特性有关,而与颗粒尺寸无关,在双对数坐标系下直线斜率近似为0.6。

论文目录

  • 1 试验材料及试验方案
  •   1.1 试验材料
  •   1.2 试验方案
  • 2 不同定义下强度的计算方法
  •   2.1 破碎力
  •   2.2 断裂能
  •   2.3 断裂应力
  •   2.4 断裂比能
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 初始颗粒的强度分布
  •   3.2 颗粒的强度分布函数
  •   3.3 颗粒的强度分布函数的扩展
  •   3.4 破碎力与断裂能的关系
  •   3.5 断裂应力与破碎力
  •   3.6 断裂应力与断裂比能的关系
  • 4 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 周强,潘永泰,朱长勇,魏英华,姚福强,刘振

    关键词: 颗粒强度,破碎力,断裂能,选择函数,模型

    来源: 煤炭学报 2019年S2期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心,神华宁夏煤业集团有限责任公司太西洗煤厂

    基金: 中央高校基本科研费专项资金资助项目(2010YH11)

    分类号: TD315

    DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.1039

    页码: 708-716

    总页数: 9

    文件大小: 3805K

    下载量: 102

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/07b947faf1aeab50df7791e3.html