鈷結(jié)殼振動切削規(guī)律的試驗(yàn)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(guān)鍵步驟,本文首次對振動切削破碎剝離深海鈷結(jié)殼進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究,并對振動式鈷結(jié)殼破碎剝離方案進(jìn)行了技術(shù)論證和可行性分析.本文從鈷結(jié)殼與基巖的物理力學(xué)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(shí)時檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,運(yùn)用斷裂力學(xué)的理論從細(xì)觀和宏觀兩個方面分析了鈷結(jié)殼的細(xì)觀損傷機(jī)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(kuò)展是導(dǎo)致鈷

2、結(jié)殼破裂的主要原因.在此基礎(chǔ)上,作者從斷裂動力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)分析了振動加載對鈷結(jié)殼切削破碎機(jī)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(jìn)行了振動式螺旋滾筒切削頭技術(shù)設(shè)計(jì),并在自行開發(fā)的破碎試驗(yàn)臺上對鈷結(jié)殼模擬料進(jìn)行了振動加載切削破碎試驗(yàn),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(yàn)證.理論分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較吻合.論文進(jìn)行了具有理論意