Читайте также:
|
Наблюдения показывают, что при циклическом изменении напряженного состояния тела разрушаются в результате нагрузки значительно меньшей разрушающей, определенной при однократном деформировании. Такое явление называется усталостью материала твердого тела. Причем, с увеличением числа
циклов величина разрушающей нагрузки монотонно уменьшается. В качестве характеристики сопротивления материала усталостному разрушению в машиностроении принимают величину напряжений, при которых материал выдерживает 107 циклов нагружении.
Явления усталости материала твердых тел также могут быть объяснены несовершенством кристаллического строения твердых тел. Непрерывно, от цикла к циклу, происходит накопление внутренних изменений в структуре вследствие движения дислокаций и их взаимодействия с другими дефектамиструктуры. Упорядоченное движение дислокаций приводит к их скоплению
границ зерен и других дефектов структуры, что вызывает значительные местные концентрации напряжений, а, следовательно, и снижение сопротивления твердого тела разрушению.
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ РАЗРУШЕНИЯ ХРУПКИХ
ТЕЛ
В основу определения расхода энергии на дробление (диспергирование) твердых тел положены энергетические законы разрушения Риттенгера и Кирпичева [4].
По закону Риттингера (1867 г.) ≪работа, затраченная при дроблении, пропорциональна вновь полученной (обнаженной) поверхности измельченного материалаили степени измельчения≫.
По закону Кирпичева (1874 г.) ≪работа, затраченная для одинакового изменения формы геометрически подобных и однородных тел, изменяются как объемы или веса этих тел≫. Этот закон иногда называют законом подобия и формулируют другими словами: энергия затрачиваемая на дробление геометрически
подобных тел при одинаковом напряженном состоянии, пропорциональна объемам разрушаемых тел.
По этим законам предполагается, что при механическом разрушении физическая природа тел остается неизменной и разрушаемые тела структурно однородные.
П.А. Ребиндер предложил пользоваться единым законом дробления, исходя из того, что вся работа дробления А складывается из работы Ау, затрачиваемой на деформирование дробимого тела, которая определяется по закону Кирпичева, и работы А5, расходуемой на образование новой поверхности и определяемой по закону Риттенгера, т.е.
А = А5 + АУ
Решающее влияние на затраты энергии в процессе разрушения оказывает дисперсность (величина, обратная линейным размерам тела) продуктов разрушения.
Это связано с тем, что площадь вновь образуемых поверхностей при каждой последующей стадии дробления увеличивается по сравнению с предыдущей,а суммарная работа по закону Риттенгера с увеличением дисперсности растет по степенному закону. Если же исходить из закона подобия, то зависимость работы разрушения от дисперсности продуктов разрушения будет линейной, так как объем тела при каждой стадии дробления и работа разрушения будутпостоянными, а суммарная работа до заданной дисперсности будет равна произведению постоянной величины работы на число стадий дробления.
В случае дробления тела больших размеров, т.е. при малой дисперсности,затраты работы по закону подобия будут большими, чем по закону Риттенгера.
Точка А пересечения кривых на рис. 6. Соответствует размеру частиц 0,5-1,0 мм.
В связи с этим Л.А. Шрейнер [5] показал, что в случае использования закона подобия необходимо учитывать масштабный фактор, т.е. необходимо учитывать увеличение прочности тела при уменьшении его линейных размеров.__
По размерам частиц, образующихся в процессе бурения скважин, можно судить об эффективности разрушения горных пород различным породоразру- шающим инструментом для различных режимов его работы. Так, если во время бурения в продуктах разрушения горных пород преобладает мелкая фракция,
то, очевидно, с энергетической точки зрения процесс разрушения будет малоэффективный,поскольку в этом случае большое количество энергии затрачивается на образование новой поверхности, которая в продуктах разрушения будетогромной. Мелкие фракции продуктов разрушения горных пород в процессе
бурения создают дополнительные трудности, засоряя промывочные жидкости и изменяя их свойства.
Полностью избежать получения мелких и весьма мелких фракций при бурении невозможно, так как их образование является закономерным следствием самого процесса разрушения горных пород. Однако, с энергетической точки зрения следует стремиться к тому, чтобы количество мелких фракций, в продуктах разрушения горных пород при бурении скважин было минимальным.
Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 82 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Релаксация и ползучесть | | | Общие понятия, параметры и классификации ПБИ |