Головна

І клиновидного індентором

  1. Вплив дотичного навантаження на напружений стан гірської породи при осьовому впровадженні індентора
  2. Руйнування породи впровадженням декількох індентора

Граничний стан породи при вдавливании піраміди або клина настає при малих значеннях осьової навантаження, оскільки внаслідок малості площі контакту розвиваються високі значення контактних напружень в породі і відбувається занурення індентора. Далі навантаження врівноважується поверхнею тіла, що деформується, прилеглого до граней клина або піраміди. При цьому в міру занурення поверхнязіткнення индентора і породи зростає, а для подальшого впровадження потрібні все більш високі осьові навантаження (рис. 2.22).

 При вдавливании загострених наконечників в пластичні тіла відбувається витіснення матеріалу з-під индентора, а потім стрибкоподібне занурення при сколе породи. На графіку рис. 2.22 виділяються наступні ділянки:

1 - пластичного Деформівні-вання, глибина занурення пропорційна навантаженні до величини ?0;

2 - крихкого руйнування;

3-5 цикли повторюються.

Крихке руйнування відбувається при навантаженнях практично рівних навантажень деформування ?0. При подальшому вдавливании внаслідок пружної і пластичної деформації глибина занурення зростає повільно аж до нового стрибка. Порода сколюється під кутом більшим, ніж 120? . Цей кут є кутом природного сколювання.

 Однойменні ділянки на графіку 1, 3, 5 збільшуються через зростання площі контакту, а стрибок в зануренні (ділянки 2 і 4) може бути більше ніж попередній. Це також пов'язано зі збільшенням контактної поверхні.

При розгляді про-процесу вдавлення (рис. 2.23) в породу клиновидного инден-тора з довжиною клина lк, Кутом приостренной 2? і бенкету-мідальность индентора з кутом приостренной вершини 2?, Відповідно до схеми, розглянутої при впровадженні в породу кулястого индентора (див. Рис. 2.19), отримаємо значення глибин впровадження:

для піраміди  і клина  (2.35)

На графіку рис. 2.22, можливі значення глибин впровадження клиновидного і пірамідального індентора, розраховані за формулами (2.35), будуть виглядати як плавні криві, що огинають точки дискретного занурення.

Пірамідальний индентор своєю формою моделює алмазні різці або фрезеровані зуби шарошечні доліт. Клиноподібний индентор відповідає за формою зубах шарошечні долота й бурові інструментів ударної дії.

У разі, якщо, наприклад, пірамідальний різець має площадку притуплення шириною 2s, То залежність розрахунку глибини впровадження індентора визначиться за такою формулою

 (2.36)

Піраміда з майданчиком притуплення відповідає формі приостренной неовалізованного алмазного різця з майданчиком зносу.

Плоский индентор, для якого характерно сталість площі контакту при зануренні в породу на будь-яку глибину, виявляється в ряді випадків більш ефективним за енерговитратами в порівнянні зі сферичним або клиноподібним наконечником. У той же час слід зазначити, що плоска форма торця индентора схильна до зміни в процесі експлуатації, особливо при руйнуванні твердих порід, через концентрацію напружень на краях торця і їх переважного руйнування (рис. 2.11). Тому для індентора з плоскою циліндричною формою торця в процесі експлуатації характерна овалізаціі і зближення плоскої форми зі сферичним.

У клиновидного индентора екстремальні значення напруг при вдавливании спостерігаються на гострій вершині межі, що призводить до руйнування наконечника внаслідок високих напруг в матеріалі і овалізаціі наконечника.

Аналіз ефективності індентором зі сферичною і клиноподібної формою торця [33] показує, що при значній твердості порід ефективніше виявляється сферичний индентор.

При руйнуванні порід середньої твердості і м'яких, коли глибина заглиблення індентора-різця значна, більш ефективний за обсягом зруйнованої породи і енергоємності руйнування клиновидний индентор.

Тому при виготовленні бурового інструменту для буріння твердих і міцних порід найбільш поширені породоразрушающие елементи зі сферичною формою торця, для якого характерна відносна рівномірність розподілу напружень при вдавливании в породу (рис. 2.19). Зношування сферичного індентора призводить до деякого збільшення радіусу його торця без значної зміни форми.

Для буріння порід середньої твердості і м'яких оптимальні клиновидні породоразрушающие елементи, гострі краї яких в бурових інструментах захищають твердим зносостійким покриттям.

 



Руйнування гірської породи при вдавливании индентора сферичної форми | Вплив дотичного навантаження на напружений стан гірської породи при осьовому впровадженні індентора

Їх руйнування при бурінні | Теоретична міцність твердих тіл | Теорія руйнування твердих тіл А. Гриффитса | Зниження міцності твердих тіл фізико-хімічними методами | Теорія ефективних напруг, що розтягують | Напруга в гірських породах під дією зосередженої сили | Основні положення теорії Буссінеска | Основні параметри процесу руйнування гірських порід | Вплив форми впроваджуваного индентора на процеси деформування і руйнування гірської породи | Руйнування гірської породи при вдавливании плоского циліндричного індентора |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати