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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：刘送永, 李志强, 谢奇志
单位：中国矿业大学机电工程学院 徐州 221116
关键词：硬岩破碎,高压泡沫涨裂,动力学模型,涨裂压力；
基金：国家自然科学基金（51975570）和江苏高校优势学科建设工程资助项目。
为提高硬岩破碎能力，提出了一种高压泡沫涨裂装置。该装置利用高速活塞冲压泡沫，在岩石钻孔内施加载荷，实现岩石涨裂破碎。基于流体力学和能量守恒理论，建立高压泡沫涨裂装置动力学模型，分析装置动力参数与结构参数的关系，探究涨裂装置结构参数对涨裂压力的影响，揭示活塞冲压过程能量演化规律；构建高压泡沫涨裂试验系统，验证系统可行性和理论分析的合理性。结果表明：涨裂活塞经过200 mm行程后，装置最大涨裂压力可达80 MPa；活塞杆直径、泄油口面积对涨裂压力的影响显著；缓冲活塞直径对装置涨裂压力的影响微弱，对缓冲速度影响较为显著，当缓冲活塞直径从70 mm增到90 mm，缓冲后速度从4.8 m/s下降到1.5 m/s，缓冲效果提升3.2倍；试验实现了岩样的有效破碎，涨裂压力试验值的变化趋势与理论计算结果的吻合度较好。上述研究为硬岩破碎装置性能的改善提供了理论基础，同时为其他高压介质涨裂装置的研究提供了理论借鉴。
来源：2021年第3期
《机械工程学报》期刊编辑部
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