鈷結(jié)殼振動切削規(guī)律的試驗研究.pdf

1、鈷結(jié)殼的破碎剝離是深海鈷結(jié)殼開采過程中的關鍵步驟,本文首次對振動切削破碎剝離深海鈷結(jié)殼進行了理論和試驗研究,并對振動式鈷結(jié)殼破碎剝離方案進行了技術論證和可行性分析.本文從鈷結(jié)殼與基巖的物理力學特性研究出發(fā),結(jié)合單軸壓縮載荷下鈷結(jié)殼損傷破壞CT實時檢測實驗結(jié)果,運用斷裂力學的理論從細觀和宏觀兩個方面分析了鈷結(jié)殼的細觀損傷機理和刀具切削宏觀破碎過程,揭示了鈷結(jié)殼內(nèi)部存在的缺陷裂紋和孔洞在外載荷作用下沿著高密度區(qū)與低密度區(qū)分界面的擴展是導致鈷

2、結(jié)殼破裂的主要原因.在此基礎上,作者從斷裂動力學的觀點出發(fā)分析了振動加載對鈷結(jié)殼切削破碎機理的影響,從理論上得出振動加載相對于靜態(tài)加載能有效降低破碎剝離鈷結(jié)殼時的切削力和單位能耗.據(jù)此進行了振動式螺旋滾筒切削頭技術設計,并在自行開發(fā)的破碎試驗臺上對鈷結(jié)殼模擬料進行了振動加載切削破碎試驗,探尋了振動切削破碎鈷結(jié)殼模擬料時各工作參數(shù)的優(yōu)化匹配,振動切削破碎剝離鈷結(jié)殼的效果和可行性得到了驗證.理論分析結(jié)果與試驗結(jié)果較吻合.論文進行了具有理論意