高壓水混凝土破碎機是如何破碎混凝土的
時間:2020-03-31 14:57:35作者:LeeZhou來源:德高潔清潔設備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信
高壓水混凝土破碎機突破傳統(tǒng)機械方式,利用高壓水的沖擊作用使已損壞或性能較差的混凝土界面崩裂、剝離,具有高效率、無污染、無磨損及選擇性破除等眾多優(yōu)勢,目前已經(jīng)廣泛應用于土木、建筑、礦業(yè)、交通及國防軍工等眾多領域。
高壓水混凝土破碎機工作過程涉及大變形、高應變率及高壓效應,在射流對材料持續(xù)沖蝕作用下,沖蝕孔洞維度全方位增加,并會呈現(xiàn)近似“花瓣”狀形態(tài)向自由面擴展,同時在沖蝕孔洞陣前面出現(xiàn)顯著的致密條帶區(qū)。根據(jù)準靜態(tài)壓痕斷裂力學,高速液滴接觸材料時,會在表面/亞表面形成塑性壓痕,形成壓痕近域的塑性屈服區(qū)。在射流持續(xù)撞擊的交變載荷作用下,塑性屈服區(qū)會不斷擴展,當塑性區(qū)拉應力超過材料的抗拉強度,便在應力集中部位,即在“花瓣”間的聯(lián)結處首先產(chǎn)生形成徑向裂紋。水流在動壓力作用下浸入裂紋,對裂紋空間產(chǎn)生張拉作用,形成宏觀徑向拉伸裂紋。
在射流初始水錘效應形成的壓縮區(qū)內(nèi),材料屈服強度、韌性出現(xiàn)大幅下降,導致裂紋尖端無法發(fā)生鈍化,高度應力集中促使裂紋快速擴展,因此水錘壓縮區(qū)對裂紋極為敏感,最終在該區(qū)域形成縱橫交織的網(wǎng)狀裂紋區(qū)。并且,由于在壓縮區(qū)存在明顯的材料塑性流動或切削去除,沖蝕孔洞近域存在漸變過渡區(qū),因此沖蝕區(qū)邊界線極為不規(guī)則。
在此階段,水錘效應首先在透明類混凝土材料內(nèi)部產(chǎn)生明顯的半球形壓縮區(qū),然后在應力波效應及水楔的協(xié)同作用下,產(chǎn)生徑向、環(huán)向裂紋,并相互交織、貫連形成網(wǎng)狀裂紋區(qū)。沖蝕孔洞的軸向擴展速率明顯大于徑向擴展,沖蝕孔洞逐漸演化為“V”型形狀。在射流后續(xù)撞擊作用下,沖蝕孔洞沿軸向不斷演進,最終突破壓縮區(qū)邊界,向材料縱深處繼續(xù)拓展。沖蝕孔洞在壓縮區(qū)外擴展時,孔洞近域已不存在明顯的塑性屈服區(qū)以及其周圍衍生的裂紋網(wǎng),非壓縮區(qū)材料去除隨之演變?yōu)橥耆嘈云扑槟J健?br />
綜上所述,高壓水混凝土破碎機破碎機理主要可概括為水錘壓縮區(qū)擴展、非壓縮區(qū)擴展及侵徹貫通后擴展三個階段。
高壓水混凝土破碎機工作過程涉及大變形、高應變率及高壓效應,在射流對材料持續(xù)沖蝕作用下,沖蝕孔洞維度全方位增加,并會呈現(xiàn)近似“花瓣”狀形態(tài)向自由面擴展,同時在沖蝕孔洞陣前面出現(xiàn)顯著的致密條帶區(qū)。根據(jù)準靜態(tài)壓痕斷裂力學,高速液滴接觸材料時,會在表面/亞表面形成塑性壓痕,形成壓痕近域的塑性屈服區(qū)。在射流持續(xù)撞擊的交變載荷作用下,塑性屈服區(qū)會不斷擴展,當塑性區(qū)拉應力超過材料的抗拉強度,便在應力集中部位,即在“花瓣”間的聯(lián)結處首先產(chǎn)生形成徑向裂紋。水流在動壓力作用下浸入裂紋,對裂紋空間產(chǎn)生張拉作用,形成宏觀徑向拉伸裂紋。
在射流初始水錘效應形成的壓縮區(qū)內(nèi),材料屈服強度、韌性出現(xiàn)大幅下降,導致裂紋尖端無法發(fā)生鈍化,高度應力集中促使裂紋快速擴展,因此水錘壓縮區(qū)對裂紋極為敏感,最終在該區(qū)域形成縱橫交織的網(wǎng)狀裂紋區(qū)。并且,由于在壓縮區(qū)存在明顯的材料塑性流動或切削去除,沖蝕孔洞近域存在漸變過渡區(qū),因此沖蝕區(qū)邊界線極為不規(guī)則。
在此階段,水錘效應首先在透明類混凝土材料內(nèi)部產(chǎn)生明顯的半球形壓縮區(qū),然后在應力波效應及水楔的協(xié)同作用下,產(chǎn)生徑向、環(huán)向裂紋,并相互交織、貫連形成網(wǎng)狀裂紋區(qū)。沖蝕孔洞的軸向擴展速率明顯大于徑向擴展,沖蝕孔洞逐漸演化為“V”型形狀。在射流后續(xù)撞擊作用下,沖蝕孔洞沿軸向不斷演進,最終突破壓縮區(qū)邊界,向材料縱深處繼續(xù)拓展。沖蝕孔洞在壓縮區(qū)外擴展時,孔洞近域已不存在明顯的塑性屈服區(qū)以及其周圍衍生的裂紋網(wǎng),非壓縮區(qū)材料去除隨之演變?yōu)橥耆嘈云扑槟J健?br />
綜上所述,高壓水混凝土破碎機破碎機理主要可概括為水錘壓縮區(qū)擴展、非壓縮區(qū)擴展及侵徹貫通后擴展三個階段。
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