岩石切削模型

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岩石切削模型刀齿切削岩石在碎岩工程中的应用越来越广泛，但切削中刀齿受力的计算方法仍然很不成熟。本文为了提高绞吸挖泥船疏浚岩石的能力而进行了刀齿岩石切削基础研究，其重点探讨单个刀齿线性切削岩石时的受力问题，以及能量消耗。结合已有的岩石切削理论和刀齿岩石切削试验，对岩石切削机理进行了探讨，详细的分析了刀齿切削岩石中，岩石性质、切削参数和刀齿形状对切削力和比能的影响。利用试验数据，分析了切削力与比能和影响参数两两之间的相互关系，结合切削理论建立了适当的回归公式，并进行了方差分析。本文提出了“切削前角通过改变切削力计算公式中岩石抗拉强度和单轴抗压强度的幂指数大小来反映其对切削机理的影响”和“凿齿岩石切削可以视作二维岩石切削与圆锥齿岩石切削的合成”等观点，并基于这些观点建立了新的切削力估算模型，结合试验数据，初步验证了新建立的切削力估算公式比已有的切削力估算公式更适合用于刀齿岩石切削的受力估算，同时也初步验证了本文提出的。

岩石切削模型针对几何损伤理论中损伤定义的局限性与不足，对岩石损伤定义进行了改进；在此基础上，将在应力作用下的岩石材料抽象为破坏与未破坏两部分，并根据这两部分不同的受力情况，建立出新型损伤模型；其次，利用统计损伤理论，建立出岩石统计损伤演化方程，进而建立起基于特定围压下的岩石损伤统计本构模型；然后，通过探讨模型参数与围压的经验关系，对模型进行合理修正，从而建立了反映不同围压条件下的岩石损伤统计本构模型，并通过探讨模型参数的物理意义，初步建立了反映岩石软化与硬化特性相互转化的临界物理力学参数的确定方法。该模型能够反映岩石软化与硬化特性相互转化的特征，与试验结果进行比较分析表明，该模型与实测结果吻合良好。:,-.基金项目:国家自然科学基金项目和湖南省自然科学基金项目。

岩石切削模型作者杨晓峰康勇王晓川机构武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室湖北武汉武汉大学动力与机械学院湖北武汉煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆大学重庆刊名《煤炭学报》年第期-页共页岩石钻掘动力学解析模型文摘为深入研究钻头在岩石钻掘这一动力学过程中的受力变化规律,对钻头的钻掘过程进行了系统的动力学分析,建立了描述钻头在岩石钻掘过程中力与运动间关系的微分方程组,归纳了运动条件下影响钻头受力变化的各种影响因素。在对钻头钻掘岩石的运动过程进行解析的基础上,提出了运动条件下钻头压入力和切削力的解析计算方法,并分别给出了压入力和切削力的动力学解析方程。进行岩石钻进力学测试实验,结合相关实验结果对动力学计算模型和静力学计算模型进行了对比分析,研究表明：钻头在钻掘岩石过程中的受力与其运动状态密切相关在其它条件一定情况下,钻头所受的压入力和切削力均随钻头推进速度的增加而增加。计算结果显示动力学解析模型比传统静力学计算。

岩石切削模型李贵宾冯京海李朝阳戴巍吴洪波邹林坪堡古井高温复杂地层钻头的研究与应用钻采工艺年期李士斌,艾池,宁海川,陈建革,慕万军钻头的优选方法大庆石油学院学报年期周延军李祖奎周波赵秀菊燕静张建政国内外钻凿特性检测试验研究岩土力学年期吴伯麟,邵刚勤,段兴龙,谢济仁,魏明坤,袁润章纳米晶复合碳化钨-钴粉末的工业化制备技术材料导报年期谭永生，蔡和平，马宝钿，朱维斗，刘忠侠采煤机截齿用合金的磨损、强度与断裂稀有金属材料与工程年期李士斌,艾池,宁海川,陈建革,慕万军钻头的优选方法大庆石油学院学报年期彭明旺李双贵吴双喜张颖王沫王轲房海涛扭力冲击发生器在塔河油田的应用断块油气田年期欧阳勇吴学升高云文黄占盈白明娜苏里格气田丛式井组快速钻井技术科学技术与工程年期崔露马良徐明磊李一张旭罗文丽牛东区块超深井个性化钻头优选设计与应用中国石油和化工标准与质量年期李贵宾冯京海李朝阳戴巍吴洪波邹林坪堡古井高温复杂地层钻头的研究与应用钻采工艺。

岩石切削模型金刚石钻头的碎岩机理是:钻头上的每粒金刚石在钻压作用下压入岩石,钻压使岩石处于极高的应力状态,岩石发生塑性变形,同时在旋转扭矩的作用下产生岩屑。钻进过程中,由于钻头底部工作环境比较复杂,金刚石颗粒比较小,很难用实验的方式测量其在切削岩石过程中钻头唇面单颗粒应力场的变化如果根据简化的边界条件,应用有限元软件模拟金刚石切削岩石的应力场、以及金刚石胎体的受力状况,从而来揭示金刚石钻头钻进过程中金刚石颗粒切削岩石的规律。本文通过理论研究分析出钻头中单颗粒金刚石在钻进中的运动规律,简化了金刚石颗粒的切削岩石的模型,假设金刚石在胎体中是理想的均匀分布,取钻头底唇面上的一颗金刚石作为研究对象然后从有限元方面入手,利用有限元软件建立单颗粒金刚石钻进岩石的三维模型,金刚石颗粒和胎体采用弹性体材料模型岩石采用混凝土材料的模型。应用-最终模拟出了单颗粒金刚石切削岩石的过程,得出不同出露高度、不同的切入深度、不同切削速度的。