冲击式采煤煤体冲击劈裂厚度的确定

根据动力学及断裂力学的有关理论,对煤体断裂准则及裂纹扩展速度进行了研究,确定了合理的冲劈厚度。     

冲击应力波设计模型─—冲击应力波设计模型研究（Ⅰ）

冲击式凿岩过程实质上是冲击应力波产生和传递过程，因而冲击应力波设计机具有非常重要的意义。本文分析研究了冲击应力波的基本特征、设计目标和约束条件，建立了冲击应力波设计数学模型。图３，参１１。     

变分法在冲击应力波设计中的应用──冲击应力波设计理论研究（Ⅱ）

本文应用变分法原理，求解出以最小反射波能量为优化目标的冲击应力波极限函数，并就其边界条件、应力波形和能量传递效率进行了分析讨论，图２，参３。     

研究矿岩冲击破碎及动态特性的水平冲击实验法

作者通过对任意入射应力脉冲条件下,水平撞杆法中岩样内部应力均匀化可能性所作的理论分析,论证了用水平撞杆法研究矿岩冲击破碎规律及其动态特性的可行性。在此基础上,详细介绍了自行研制的适用于矿岩冲击破碎领域的气动水平冲击实验机。     

冲击作用下混凝土中应力波传播规律的数值模拟

建立了混凝土中应力波传播的统一经验表达式.采用混凝土JH本构模型对冲击作用下混凝土中应力波的一维、轴对称和球对称传播过程分别进行数值模拟,并通过混凝土中一维应力波传播实验对数值计算结果的可靠性进行验证.数值模拟研究表明：由于材料耗散和几何衰减的共同作用,混凝土中应力波在传播过程中峰值迅速衰减,应力波峰值小于混凝土抗压强度后,应力波峰值的进一步衰减主要是几何衰减的作用结果;所建立的经验表达式可以较好地描述混凝土中应力波传播规律,对于所选用的混凝土,应力波在其内部传播时的衰减系数为0.095 13.     

瓦斯排放过程中煤体有效应力规律的实验研究

以潞安矿区3号煤层煤为样本,在实验的基础上,研究了瓦斯排放过程中煤体孔隙压力、有效应力的变化规律,揭示了煤体孔隙压力、有效应力以及等效孔隙压系数随时间的变化规律。实验结果表明,煤体的有效应力与瓦斯排放时间服从对数规律,即iσ=ailn（t）＋iσ0;煤体的等效孔隙压系数与瓦斯排放时间服从对数规律,即α=α0-cln（t）,并且在此过程中,煤体的等效孔隙压系数值是瓦斯排放时间的函数。实验结果对研究煤层中瓦斯的流动规律以及煤层气的开发具有重要的参考价值。     

层理岩体爆破应力波传播规律研究

本文以层理岩体地层隧道开挖爆破为研究背景,通过理论解析和数值模拟分析层理倾角变化对爆破应力波的传播影响。研究发现：层理对应力波具有一定的吸收和反射作用,加速了爆破应力波在层理岩体中衰减;层理倾角越大应力波的透射率越小,应力波透过层理的衰减度越大;当应力波由硬介质入射到软介质中时透射率小于1,反之透射率则大于1。当层理倾角大于30°时,应力波的反射率随层理倾角的增大而变大;小于30°时,应力波反射率随层理倾角的增大而减小。此外,运用公式求解得到质点振动速度衰减度随层理倾角变化关系。     

模拟冲击破碎的MCA方法

可移动元胞自动机法（MCA）是继有限元法和边界单元法之后发展起来的一种新的建立在非连续介质力学基础上的离散数值计算方法。文章介绍了MCA方法的理论基础，并利用MCA模拟软件对冲击载荷作用下脆性块体材料的破坏进行了二维数值模拟，得到了材料的破坏变形过程、温度场、速度场和应力应变关系曲线。数值模拟结果与实际吻合较好，说明该计算方法可以有效地计算和模拟冲击破坏问题。     

冲击煤体扩容特性的实验研究

对硬煤、软煤和中硬煤的试样进行了强度、破坏过程和破坏类型的试验,分析了冲击煤体的破坏特征,重点研究煤体由加栽到破坏全过程的扩容演化规律。研究结果表明,不同强度的冲击煤体均出现扩容现象,冲击煤体的扩容呈现为稳定与非稳定变化的特征,冲击煤体的扩容具有突变特征。     

深井回采工作面覆岩运动及煤体应力分布规律

为保证深部开采矿井安全高效生产,根据东海煤矿32#右十一回采工作面地质资料,采用RFPA、ANSYS软件对深部回采工作面覆岩关键层运动规律及煤体内的应力变化情况进行数值模拟。结果表明,开采深度越大工作面覆岩关键层的破断距离越小,顶板周期来压步距越短;该工作面的周期来压步距为30 m左右,数值模拟与现场实测结果吻合;随着回采工作面的推进,高应力区向远离工作面的煤体内部移动,且煤柱上的高应力分布带移动量大于煤体上的移动量。该研究为矿井深部开采超前支护及冲击矿压防治提供了参考。     

冲击破煤过程中能量耗散的理论分析

介绍了能量在冲击式破煤过程中的产生、传递和耗散过程以及能量最终的分布范围;运用应力波的方法分析了应力波在煤体中传播过程,并得出能量在衰减过程中衰减率的计算方法;还分析了剥落厚度的计算方法,并得出正弦应力波在煤体中传播时的冲劈厚度和最大煤块尺寸的关系;根据冲击规律和能量的传递特征对能量的传递过程进行了分析,并求出冲击消耗能量和最小散逸能之间的关系,指出了要使煤块破碎必须满足冲击消耗能量要大于最小散逸能。     

圆锥杆垂直侵彻半无限厚水泥靶时应力波传播特性研究

根据动量定理和动能定律,建立了圆锥杆垂直侵彻半无限厚水泥靶时的动力学模型,并对所得到的这些非线性动力学方程进行数值求解,藉此分析了等效撞击力,进而根据牛顿第二定理建立了圆锥杆的波动方程,研究了应力波在圆锥杆中的传播特性和规律．     

冲击破煤参数的研究

依据煤体中冲击应力波的传播规律，对冲击式采煤机的冲劈厚度、刀齿密度、冲击频率、刀齿强度等参数之间的函数关系，以及同煤炭本身物理力学性质之间的关系进行了研究。为改进和推广现有的冲击式采煤机提供了必要的理论依据。     

冲击力作用下梁内应力波的初步实验研究

本文就集中冲击力作用下的聚碳酸酯简支梁模型,研究了梁内的应力波传播问题。文中推导了梁内一维应变平面波的波速公式,并与用多火花式动态光弹系统拍出的一组等色线图的结果进行了比较,二者基本吻合。又由逐渐趋于稳定的应力条纹图得出梁的最大冲击应力并做了相应的讨论。     

振动切削中工件中的应力波传播

主要对振动切削中工件中的应力波进行了分析.根据振动切削时的振动源的特点,结合切削时各切削区的变形特点给出各切削区内的应力波形式,同时对应力波的传播时的具体内容进行了分析计算.     

子弹撞击T型杆端面处的应力波传播和数值模拟

基于实验结果,提出子弹在撞击墩子端面处的瞬间,T型杆的连接端面处满足应变相容关系的假定,基于此,应用应力波在端面处的传播性质,通过理论分析解释了实测的应力波波形前后不一致现象,并给出了解决方案。使用ANSYS-LSDYNA有限元程序数值模拟了子弹撞击端面的过程,模拟的端面应力波幅值和实验实测幅值吻合,同时证实了假定的合理性和解决方案的可行性,并进一步得出应力波幅值和子弹的速度和横截面积呈线性关系。     

爆炸应力波在层状岩体中的传播与衰减

针对层状岩体的特征,研究爆炸应力波中的平面波在层状岩体界面上的透、反射关系以及球面波在各岩层中的衰减特性,分析爆炸应力波在层状岩体中的传播和衰减规律.研究表明,爆炸应力波在各层岩体中随传播距离的增加而衰减,衰减速度分别与各层岩体的衰减系数有关;爆炸应力波在经过不同岩层界面时的强度增减与层面两侧岩体的阻抗有关.在相同传播距离内,层数较多、软硬相间的层状岩体对爆炸应力波有更大的衰减.当爆炸应力波经层状岩体传播后作用于地下结构时,层状岩体能更好地保护其下方的结构.     

关于应力切削的研究

本文从研究金属切削刃前区的应力状态入手,人为地改变这种应力状态,进行“应力切削”,达到由应力实现分离被加工材料的目的。本方法的切削效果近似于楔角为零度的理想刀具的切削;且对材质无任何影响,符合下料工序的要求。文中对这种方法的理论依据及其应用进行了工程实践,结果表明,这种方法不仅可行,而且具有高效率和低能耗的潜在优势。     

冲击破煤理论中冲劈厚度的动力学分析

叙述了冲击破煤的动力学模型，在此基础上介绍了冲劈厚度动力学方面的合理确定，给冲劈厚度的合理确定提供了一种新的方法。