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基于霍布金森压杆的砂岩动态力学特性数值模拟研究 被引量:4
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作者 杨逾 杨梦泽 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第9期2955-2959,共5页
以砂岩为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立分离式霍布金森压杆数值模型,模拟砂岩在不同应变率及应力波加载次数下的冲击过程。研究结果表明:随着应力波的传递,砂岩表现为三种破坏模式:张应变破坏、沿径向劈裂拉伸破坏、压碎破坏阶段... 以砂岩为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立分离式霍布金森压杆数值模型,模拟砂岩在不同应变率及应力波加载次数下的冲击过程。研究结果表明:随着应力波的传递,砂岩表现为三种破坏模式:张应变破坏、沿径向劈裂拉伸破坏、压碎破坏阶段;随着应变率的增大,动态峰值应力和峰值应变也随之增大;应变率一定时,随着应力波加载次数的增加,岩样的入射能、反射能、耗散能都呈现减小的趋势,而总耗能却表现为逐渐增大。 展开更多
关键词 动荷载 分离式霍布金森压杆 应变率 应力波加载次数 ANSYS/LS-DYNA
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动静组合加载条件岩爆特性及倾向性指标 被引量:30
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作者 殷志强 李夕兵 +2 位作者 董陇军 金解放 马海峰 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3249-3256,共8页
基于岩爆灾害是静载与动载共同诱发的工程事实,从动静组合加载下岩石破坏过程中能量储存和释放特征出发,充分借鉴现有岩爆倾向性指标的合理之处,提出动静组合加载下的岩爆的倾向性指标。该指标能克服现有指标只考虑静载的局部性,更能反... 基于岩爆灾害是静载与动载共同诱发的工程事实,从动静组合加载下岩石破坏过程中能量储存和释放特征出发,充分借鉴现有岩爆倾向性指标的合理之处,提出动静组合加载下的岩爆的倾向性指标。该指标能克服现有指标只考虑静载的局部性,更能反映出岩体岩爆破坏应力峰值后的能量释放特征。选取0轴压、抗压强度的20%,60%,70%和80%共5个典型轴压水平,进行不同冲击能量下的动静组合冲击实验。通过对试验结果的分析,考察动静组合加载下的岩爆特性及倾向性指标方法。研究结果表明,新指标能够较好反映岩石的岩爆倾向性。通过分析比较,进而提出动静组合加载下岩爆倾向性指标判据的初步建议。根据该建议指标可以反映出激励性岩爆的发生受静载和动载2种因素的综合作用。 展开更多
关键词 岩爆 动静组合加载 倾向指标 分离式霍布金森压杆
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不同应变率下砂岩动态强度准则的试验研究 被引量:27
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作者 宫凤强 陆道辉 +1 位作者 李夕兵 饶秋华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2433-2441,2429,共9页
分别利用RMT-150C和多功能分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对砂岩进行了不同应变率下的单轴压缩、三轴压缩和拉伸试验。结果表明,在围压为0或围压-定的情况下,应变率低于10^2s^-1。时,抗压强度的增加与应变率的量级呈正比;在应... 分别利用RMT-150C和多功能分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对砂岩进行了不同应变率下的单轴压缩、三轴压缩和拉伸试验。结果表明,在围压为0或围压-定的情况下,应变率低于10^2s^-1。时,抗压强度的增加与应变率的量级呈正比;在应变率高于10^2s^-1时,岩石的抗压强度增加趋势与应变率的l/3次方呈正比。拉伸强度也存在类似规律。针对10^1~10^2s^-1应变率范围内缺少岩石动态强度准则这-现状,根据上述试验规律,结合Mhr-Coulomb准则、Hock-Brown准则和Gfiffith准则的原理,给出了不同应变率范围内动态Mohr-coulomb准则和动态Hock-Brown准则的具体表达形式。研究结果表明,在低应变率情况下,动态Mohr-Coulomb准则和动态Hock-Brown准则均适用,但Griffith准则判别结果误差很大。在高应变率情况下,动态Mohr-coulomb准则比较适用,Griffith准则仅适用于评估高应变率单轴抗压强度和抗拉强度之间的关系。 展开更多
关键词 应变率 岩石 动态强度准则 动态三轴缩试验 分离式霍布金森压杆
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冲击荷载作用下胶结充填体的力学特性研究 被引量:32
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作者 朱鹏瑞 宋卫东 +2 位作者 徐琳慧 汪杰 万飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期131-137,166,共8页
嗣后充填采矿法二步矿柱回采时,胶结充填体不可避免地受到爆破扰动。动载作用下胶结充填体的力学特性如何,直接关系到矿山的生产安全。借助SHPB(分离式霍布金森压杆)试验技术,进行高应变率下的分级尾砂胶结充填体SHPB动载单轴冲击试验,... 嗣后充填采矿法二步矿柱回采时,胶结充填体不可避免地受到爆破扰动。动载作用下胶结充填体的力学特性如何,直接关系到矿山的生产安全。借助SHPB(分离式霍布金森压杆)试验技术,进行高应变率下的分级尾砂胶结充填体SHPB动载单轴冲击试验,得到其不同应变率条件下的应力-应变曲线,分析了其破坏过程机理。试验结果表明:(1)平均应变率较小时,充填体动态强度增强因子为1左右;随着应变率上升,动载抗压强度变大,动态强度增强因子随之增大;当应变率达到80~100 s-1时,其动态强度增强因子为2左右,最大甚至超过3,体现了显著的应变率相关性;(2)一定范围内,充填体动载抗压强度随浓度、配比的增大而相应的增大;(3)通过对不同应变率下分级尾砂胶结充填体破坏形态的对比归纳,维持其宏观稳定的最高应变率为50 s-1;最后利用ANSYS/LS-DYNA模拟充填体SHPB单轴冲击过程,其应力-应变曲线、充填体破坏特征与试验相互吻合,验证了结论的正确性。 展开更多
关键词 冲击荷载 分离式霍布金森压杆(SHPB) 高应变率 动载强度 LS-DYNA
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泡沫铝动态力学性能的实验研究 被引量:30
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作者 潘艺 胡时胜 魏志刚 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第3期341-343,共3页
本文主要利用分离式霍布金森压杆 (SHPB)对泡沫铝进行了三种应变率 (0 6× 10 3 s、1 0× 10 3 s和 1 9× 10 3 s)动态压缩实验。实验结果表明 :泡沫铝的动态应力 应变曲线也具有泡沫材料的动态应力 应变曲线的“三... 本文主要利用分离式霍布金森压杆 (SHPB)对泡沫铝进行了三种应变率 (0 6× 10 3 s、1 0× 10 3 s和 1 9× 10 3 s)动态压缩实验。实验结果表明 :泡沫铝的动态应力 应变曲线也具有泡沫材料的动态应力 应变曲线的“三阶段”特征 ,并且应变率对其影响明显 ,流动应力随着应变率的增加而增加 。 展开更多
关键词 动态力学性能 实验研究 泡沫铝 应变率效应 分离式霍布金森压杆
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冲击荷载下强度比对类复合岩样能量耗散影响的研究 被引量:6
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作者 温森 吴斐 +1 位作者 李胜 盛桂琳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第13期111-118,共8页
利用直径为50 mm的分离式霍布金森压杆试验装置对类复合岩样进行动态冲击试验。研究了不同应变率、入射波的不同入射顺序、不同强度比、不同入射角度对岩体能量耗散的影响。试验结果表明:类复合岩样的入射能、吸收能、能量利用率均随应... 利用直径为50 mm的分离式霍布金森压杆试验装置对类复合岩样进行动态冲击试验。研究了不同应变率、入射波的不同入射顺序、不同强度比、不同入射角度对岩体能量耗散的影响。试验结果表明:类复合岩样的入射能、吸收能、能量利用率均随应变率的增大而增大;不同入射顺序对吸收能和能量利用率有不同影响,且随着强度比增大,不同入射顺序的影响逐渐减小;当应变率约为270 s-1时,不同强度比类复合岩样的能量利用率均随着入射角增大呈现先减小后增大的趋势,在入射角为30°时能量利用率最小,入射角90°时能量利用率最大。 展开更多
关键词 分离式霍布金森压杆(SHPB) 类复合岩样 不同入射角 强度比 能量耗散
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基于DIHPB技术的高应变率剪切测试方法 被引量:2
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作者 刘宇 许泽建 +2 位作者 汤忠斌 张炜琪 黄风雷 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期100-108,共9页
在测试材料动态力学性能时,直接撞击式霍布金森压杆(direct impact Hopkinson pressure bar,DIHPB)实验系统相对于分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB),往往能获得更高的应变率。本文中采用一种新型双剪切试样,在DI... 在测试材料动态力学性能时,直接撞击式霍布金森压杆(direct impact Hopkinson pressure bar,DIHPB)实验系统相对于分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB),往往能获得更高的应变率。本文中采用一种新型双剪切试样,在DIHPB系统下对603钢进行了动态剪切测试。获得了603钢在应变率1 500~33 000 s^-1的剪应力-剪应变曲线,并与SHPB系统下的测试结果进行了对比。结果表明,由两种测试方法获得的流动应力具有较好的一致性,但曲线的上升沿存在明显区别。采用数值模拟对DIHPB方法的准确性进行了验证,并对该实验方法的适用条件进行了分析。采用DIHPB方法,可以观察到603钢的流动应力存在明显的应变率效应,但在较高的加载速度下材料的失效应力随着加载速度的增加而呈降低趋势。 展开更多
关键词 直接撞击式霍布金森(DIHPB) 分离式霍布金森压杆(SHPB) 高应变率 动态剪切
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超细全尾砂充填体动态力学特性研究 被引量:9
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作者 刘恩彦 刘福春 熊有为 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第1期81-88,共8页
充填体作为人工矿柱,为矿房回采创造了条件,但经常受到爆破等冲击荷载作用。充填体的动态力学特性直接关系到充填采矿法的安全高效实施。通过单轴压缩试验和分离式霍布金森压杆(Split Hobkinson Pressure Bar,SHPB)试验技术,进行了不同... 充填体作为人工矿柱,为矿房回采创造了条件,但经常受到爆破等冲击荷载作用。充填体的动态力学特性直接关系到充填采矿法的安全高效实施。通过单轴压缩试验和分离式霍布金森压杆(Split Hobkinson Pressure Bar,SHPB)试验技术,进行了不同充填配比参数的超细全尾砂充填体压缩试验,得到其静载和动载下的应力-应变曲线和能量变化曲线,并分析了其破坏模式。研究表明:充填体质量浓度越高,灰砂比越大,峰值应力和峰值应变随之增大,呈现正相关性,其中灰砂比和质量浓度对应力的影响相对一致,但应变受质量浓度影响更大;当冲击荷载由0.3 MPa增大至0.6 MPa时,充填体的破坏形式由保持完整形态变为产生裂纹,直至被压碎,转变为完全失稳破坏状态;充填体能量吸收随着冲击荷载的增加而逐渐递增,但质量浓度和灰砂比增大时,充填体比能量和能量吸收率反而下降,其中灰砂比是影响充填体吸能效率的主要因素,质量浓度次之。 展开更多
关键词 充填开采 超细全尾砂 冲击荷载 动态力学特性 分离式霍布金森压杆
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一维动静组合加载下复合岩样动态力学特性试验研究 被引量:22
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作者 杜超超 温森 孔庆梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期168-178,206,共12页
为研究高地应力与动力扰动下复合岩层的破坏机理,利用改进的分离式霍布金森压杆试验装置,开展一维动静组合加载下复合岩样的动态力学特性试验研究。选取0、20%σ_(s)、40%σ_(s)、60%σ_(s)、80%σ_(s)(σ_(s)为岩样静态单轴抗压强度)5... 为研究高地应力与动力扰动下复合岩层的破坏机理,利用改进的分离式霍布金森压杆试验装置,开展一维动静组合加载下复合岩样的动态力学特性试验研究。选取0、20%σ_(s)、40%σ_(s)、60%σ_(s)、80%σ_(s)(σ_(s)为岩样静态单轴抗压强度)5个水平的轴压,对复合岩样进行0.5 MPa和0.9 MPa冲击气压下的冲击试验,并借助高速摄像机对岩层倾角α=30°时岩样的动态破坏过程进行记录。通过对试验结果的分析主要得到以下结论:复合岩样在一维动静组合加载下表现出的动态力学特性变化规律与均质试样以及含裂隙试样有显著差异;轴压对复合岩样的动态变形模量和动态强度有明显的影响,轴压为20%σ_(s)时对应的动弹模和动强度均为极值点;复合岩样的单位体积吸收能随轴压的增大整体呈减小趋势,在α=60°时出现单位体积释放能现象;除α=0°之外,其余各倾角的能量吸收率随轴压的增大总体呈减小趋势;复合岩样随着轴压的增加破坏程度更大,复合岩样主要以拉-剪组合破坏为主,层理面及B材料(即强度较低的岩层)对试样的破坏有控制作用。 展开更多
关键词 复合岩样 动静组合加载 分离式霍布金森压杆(SHPB) 岩层倾角 动态强度
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