煤冲击破坏动力学特性及磁场变化特征实验研究

发布时间：2018-05-24 18:50

  本文选题：煤冲击破坏 + 动力学特性　； 参考：《中国矿业大学（北京）》2013年博士论文

【摘要】：本文采用实验研究、理论分析、数值模拟和现场测试相结合的方法，研究了煤冲击破坏过程中的动力学特性及磁场变化特征。利用分离式霍普金森压杆（SHPB）和ZDKT-1型瞬变磁振测试系统，实验研究不同冲击速度下煤试样破坏时的动力学特性和磁场变化规律；研究了应变率、应力极值等动力学参数与磁场变化信号幅值、信号能量之间的关系；采用HHT法去噪，充分保留动态测试信号的瞬态非平稳特征，，确定了磁场变化信号的主要频段；将损伤模型与粘弹性模型相结合，建立了煤冲击破坏损伤体-粘弹性本构模型；采用HJC本构模型处理煤试样，利用LS-DYNA数值模拟再现煤冲击破坏SHPB过程；提出一种煤抗冲击性能测定方法，并分析煤冲击破坏过程中的能量耗散规律，利用新表面学说和热力学定律，建立煤与瓦斯突出强度能量评价模型；现场测试爆破掘进动力现象表明磁场变化信号能量对煤岩动力灾害有较好的响应规律。
[Abstract]:In this paper, the dynamic characteristics and magnetic field characteristics of coal impact failure are studied by means of experimental study, theoretical analysis, numerical simulation and field test. By using split Hopkinson pressure bar SHPBand ZDKT-1 transient magnetic vibration test system, the dynamic characteristics and magnetic field variation of coal samples under different impact speeds are studied experimentally, and the strain rate is studied. The relationship between the dynamic parameters such as stress extremum and the amplitude and energy of the magnetic field change signal, the HHT method is used to Denoise, the transient non-stationary characteristic of the dynamic test signal is fully preserved, and the main frequency band of the magnetic field change signal is determined. The damage model is combined with the viscoelastic model, and the viscoelastic constitutive model of coal impact damage is established, and the HJC constitutive model is used to treat the coal sample, and the SHPB process of coal impact failure is reproduced by LS-DYNA numerical simulation. In this paper, a method for measuring the impact resistance of coal is presented, and the energy dissipation law in the process of coal impact failure is analyzed. Based on the new surface theory and thermodynamic law, the energy evaluation model of coal and gas outburst strength is established. Field test shows that the signal energy of magnetic field change has a good response law to the dynamic disaster of coal and rock.
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD713;TD315

【参考文献】

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本文编号：1930159