新罗区制砂生产线物料的损伤变量研究

导读:本文采用几何拓扑描述制砂生产线的物料破碎过程中的损伤变量。

由于制砂生产线中损伤物料的细观结构缺陷将发生变化，例如位错密度、微裂纹密度、微裂纹形状、微孔隙密度、微孔隙形状等都可能发生改变，伴随这一变化，制砂生产线的物料的宏观性能也会有所变化，这意味着物料的状念发生了改变。

这种变化是一种统计平均意义上的变化，是无法直接测量的，因此需要用一个内变量来描述，称为损伤变量。

通过损伤变量这一内变量，可以刻画物料损伤这一能量耗散的不可逆过程所产生的影响。

通常损伤变量定义为一个无量纲的量，而且取值在0到l之间(若为矢量或张量形式则指各分量取值)。

当损伤变量的值为0时表示完全没有损伤，而当损伤变量的值为1时表示完全损伤。

一般情况下，制砂生产线的物料的损伤变量值总是大于0而小于1。

尽管损伤变量实质上是一个热力学内变量，但考虑到损伤必然引起一些外变量的变化，例如几何尺寸、弹性模量、电阻率等等，所以在实际应用中往往通过某些特定的表示方式柬近似表示损伤变量的值，借此来描述物料损伤的程度。

总的来说，损伤变量作为描述制砂生产线的物料损伤的内变量，在热力学上具有明确的意义，采用不同描述方式的损伤变量在热力学上是等价的，其区别在于不同描述下所形成的具体状态方程和动力方程具有不同的形式。

但需要指出的是，在采用不同的描述方式时，必须谨慎考虑损伤与相应物理力学描述之间的耦合关系，尽可能使得所定义的描述能真正反映损伤变量的值。

因此，在实际应用中，应该在符合热力学原理的前提下，尽可能选择易于测量且利于分析的损伤变量描述形式。

本文采用几何拓扑描述制砂生产线的物料破碎过程中的损伤变量。

所谓损伤变量的几何拓扑描述是指通过特定的方法直接测量损伤物料中各种微缺陷的数目、大小、形状、方位等几何拓扑性质，从而由此定义物料的损伤变量值。

这种方法是直接测量损伤引起的细观结构缺陷变化，因此也称为直接测量法。

原始简单的损伤变量描述即是基于这一方法的，这也就是Kachanov提出的连续度T以及Rabotnov提出的损伤因子D。

考虑物料代表性体积单元(REV)其原始面积为dA0，由于损伤而形成的微缺陷面积为dAD，此时制砂生产线的物料的代表性体积单元(REV)瞬时表观面积为dA，则有效承载面积为：dA*=dA-dAD式中dA*-物料代表性体积单元破碎过程中有效承载面积，m。

介绍砂石线颚破机物料损伤演化研究基础

颚破机主要用于各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，是我公司通过国内外同类产品的成功经验，潜心研究出的一种高效，节能的破碎设备，在砂石生产线中其主要作用。

颚破机性能的好坏，直接影响到砂石生产线的整体性能，下面介绍砂石线颚破机物料损伤演化研究基础：由于物料损伤过程的复杂性，砂石生产线厂家对其进行准确的宏观描述往往比较困难，不得不借助统计分析以及非线性分析等手段。

徐卫亚等探讨了物料损伤统计本构模型的推导；白洁等推导了一个损伤统计演化方程，可用于描述损伤发展过程为统计独立、随机积累的演化模式；杨友卿、曹文贵等从物料微元强度分布的随机性出发考察了损伤演化过型。

除了从统计上唯象刻画损伤的随机特性，借助于分形方法以及逾渗和重正化方法等非线性分析手段，还可以进一步研究砂石生产线损伤的复杂演化规律。

赵永红根据裂纹发育的分形特征推导了物料的分维损伤本构模型；周宏伟采用重正化群的方法对物料损伤过程中的裂隙演化进行了系统研究；谢和平和鞠杨对分数维空间中的损伤力学进行了初步研究，给出了分形损伤变量D的定义及其解析表达式，并在此基础上推导出损伤演化率的分形表达式。

这些研究为砂石生产线颚破机物料损伤演化的研究奠定了良好的基础，初步从宏观上给出了物料损伤演化过程中的数学描述。

实际上，损伤演化方程及损伤本构模型反映了损伤的发展及其对物料强度性质的影响，而临界损伤阈值则正可描述物料抵抗损伤的能力。

因为当砂石生产线物料的损伤变量达到某一临界阈值后，物料将失稳破碎。

正如物料损伤本构模型较之传统的本构模型能更为接近真实的反映物料的应力应变关系，基于损伤演化来推导物料的强度准则，也将更为接近真实的反映物料的强度特性。

至于进一步探讨该类准则的适用性以及内在机理，还须联系具体的损伤机制，通过细观损伤模型加以研究。

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石料生产线物料的破碎过程研究

随着国家对基础设施建设的大力推进，高速公路铁路、冶金矿山、水利工程等对砂石骨料的需求量大增，天然砂已经不能满足需求，并且也不实用，因此石料生产线的出现解决这样难题，石料生产线能够为基础设施建设提供合格的砂石骨料，促进各行各业的快速发展，我们作为专业的生产线厂家，下面介绍石料生产线物料的破碎过程研究：作为一种复杂的地质材料，石料生产线需要破碎的物料具有不连续的多相复杂结构，而且物料中存在各种随机分布的天然缺陷，因此物料的物理、力学特性通常表现为各向异性和非线性。

这使得石料生产线物料在破碎过程中表现出很大的复杂性、模糊性和不确定性。

实际上，物料在石料生产线的破碎过程中始终不断地与外界交换物质和能量，物料的热力学状态也不断的发生变化。

物料破碎过程中，外界提供的能量大部分作用于物料，使其发生破碎，还有一部分能量以热辐射、声发射等能量输出。

因此，在考察石料生产线的物料的破碎能耗时，所研究的并非是一个孤立体系或封闭系统，而是一个远离平衡的开放系统，这就必须采用非平衡热力学的研究方法研究物料中的破碎过程。

从非平衡热力学上看，石料生产线的物料的破碎过程是一种能量耗散的不可逆过程。

所以本章主要用耗散结构理论来分析物料中的破碎过程。

同时引入损伤理论来分析物料破碎过程中的能量耗散和物料破碎过程中的损伤状态变化。

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