• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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基于SPH方法粒子射流破岩数值模拟与实验研究
赵健, 张贵才, 徐依吉, 周毅, 王瑞英, 邢雪阳, 李建波
2017, 37(3): 479-486. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0479-08
钻井液中加入体积分数为1%~3%的钢质粒子在钻头喷嘴处高速喷出冲击岩石,实现了粒子射流冲击和钻头机械联合破岩,有效提高了破岩效率。利用瞬态非线性动力学有限元模拟软件,基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,考虑流体对粒子射流冲击的影响,建立了粒子射流冲击破岩的物理模型,获得了粒子射流参数对破岩体积的影响规律,进行了室内实验验证,验证了SPH方法的有效性。结果表明:粒子射流冲击岩石表面形成规则的V型冲击坑;同条件下粒子射流破岩体积是水射流破岩体积的2~4倍;随着粒子射流冲蚀时间的增加,粒子射流破岩体积不断增加,但破岩效率降低;粒子射流压力大于10 MPa后,粒子射流破岩效率迅速增大;喷射角度大于6°后,破岩效率迅速减小。
关键词: 粒子射流, 冲击破岩, SPH方法, 室内实验
基于三维Hopkinson杆的混凝土动态力学性能研究
徐松林, 王鹏飞, 赵坚, 胡时胜
2017, 37(2): 180-185. doi: 10.11883/1001-1455(2017)02-0180-06
混凝土、岩石类材料在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直备受关注,但鉴于动态实验的复杂性,对真三轴应力状态下材料的动态加载一直未曾实现。本文中研制了一套真三轴静载作用下混凝土、岩石类材料的“三维Hopkinson杆”动态力学实验系统,为冲击载荷作用下材料动态各向异性特性的研究提供了一种有效的实验测试技术。该系统采用液压伺服控制对立方体试件施加三向独立的0~100 MPa真三轴静载,再利用分离式Hopkinson压杆对试件施加冲击动载,具体研究了C30混凝土材料在不同真三轴静载条件下的动态压缩性能,得到了不同条件下XYZ方向上的动态应力应变关系。
关键词: 动态力学性能, 真三轴静态加载, 混凝土, 三维Hopkinson压杆