金属矿山

作者：蔡改贫,王炜锋,郝书灏

单位：江西理工大学机电工程学院,江西 赣州 341000

关键词：超声波载荷,预制缺陷,2D-DIC,应变演化,破坏规律,

为研究超声波加载下预制缺陷矿石的应变演化特性和破坏规律,根据振动力学、断裂力学理论得到超声载荷作用下矿石单位质量微元受力的影响因素,建立静载与超声振动复合载荷下的矿石内部裂纹起裂准则。选用黑钨矿石加工制备含缺陷长方体试样,使用超声波加载试验系统进行试验研究,借助动态数据采集装置与数字图像相关法(2D-DIC)记录并分析试样的变形及破坏过程。结果表明:① 预制缺陷使矿样应变产生衰减现象,衰减程度受缺陷类型影响。② 超声波加载下矿样局部应变演化分为微裂纹闭合、稳态变形、破碎时的宏观裂纹扩展或未破碎时的静态回弹3 个阶段;在微裂纹闭合阶段,矿石应变幅值大幅波动,内部裂隙逐渐闭合;在稳态变形阶段,矿石应变幅值整体平稳增加;在宏观裂纹扩展阶段,压缩应变降低,拉伸应变上升;在静态回弹阶段,矿石应变幅值未归至平衡零点,矿石出现塑性变形。③ 预制裂纹试样全场应变及破坏过程分应变增速较低、显著波动、瞬间骤增3 个阶段,后受端部效应影响产生反翼裂纹。研究结果可为超声破碎技术的工程应用提供理论参考。

来源：2025年第2期

《金属矿山》期刊编辑部

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