С.А. Шанин1, А.Г. Князева1,2 1Томский политехнический университет, 634004 Томск shanin_s@mail.ru 2Институт физики прочности и материаловедения, 634021 Томск anna-knyazeva@mail.ru
Ключевые слова: осаждение покрытия, перекрестные эффекты, химические превращения, связанная модель
Страницы: 192-204
Предложена связанная модель формирования покрытия на поверхности детали цилиндрической формы при осаждении из плазмы, учитывающая явления термодиффузии, диффузионной теплопроводности, переноса массы под действием градиента напряжений и образования химических соединений. Скорость роста покрытия считается заданной функцией скоростей частиц и их концентрации вблизи поверхности растущего покрытия. Задача решается численно. Показано, что в процессе роста перекрестные диффузионные потоки, диффузионная теплопроводность и термодиффузия приводят к уменьшению ширины переходной зоны между подложкой и покрытием. Это влияние становится наиболее существенным в случае, если подложка обладает низкой теплопроводностью. Учет напряжений в системе покрытие - подложка, возникающих в процессе осаждения, приводит к изменению эффективных коэффициентов переноса и оказывает значительное влияние на результат моделирования распределения химических элементов и их соединений в покрытии.
Л.А. Назаров1,2, Л.А. Назарова1,2, Г.Н. Хан1, М. Вандамм3 1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, г. Новосибирск, Россия 3Ecole des Ponts ParisTech, 6-8 Av. B. Pascal, 77420 Champs-sur-Marne, France matthieu.vandamme@enpc.fr
Ключевые слова: грунтовой массив, необратимое деформирование, мульда сдвижения, метод дискретных элементов, обратная задача, целевая функция, аппроксимация
Страницы: 3-9 Подраздел: Геомеханика
Разработан подход к оценке параметров подземных полостей, развивающихся в грунтовых массивах вследствие природных и/или техногенных процессов. Необратимое деформирование массива моделировалось методом дискретных элементов. Показана однозначная разрешимость сформулированной обратной задачи определения геометрических размеров и глубины залегания полости по конфигурации мульды оседания.
С.В. Клишин, А.Ф. Ревуженко
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: давление, напряженное состояние, гранулированный материал, численный анализ, метод дискретных элементов, задача Янсена
Страницы: 10-16 Подраздел: Геомеханика
На основе метода дискретных элементов численно исследована задача о давлении сыпучего материала на дно и стенки цилиндрической емкости в трехмерной постановке. Учитывались сухое трение между частицами, составляющими гранулированный материал, и трение со стенками емкости. Форма частиц - сферическая с заданным распределением по радиусам. Исследовано влияние способа засыпки на напряженное состояние среды. Дана оценка точности гипотез Янсена в инженерной постановке задачи.
А.И. Чанышев, Г.М. Абдулиниль
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: напряжения, деформации, упругость, пластичность, упругопластическая граница, переопределенная задача, задача Коши
Страницы: 17-25 Подраздел: Геомеханика
Предлагается определять пластическое состояние массива пород вокруг незакрепленной цилиндрической выработки по данным измерений смещений на ее поверхности. Получаемая (переопределенная с точки зрения классической постановки) задача имеет единственное решение, позволяющее, не рассматривая упругопластическую задачу, находить напряжения, деформации, смещения в пластической области деформирования и в том числе упругопластическую границу.
В.Е. Миренков, А.А. Красновский
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, Новосибирск, Россия mirenkov@misd.nsc.ru
Ключевые слова: граничные условия, выработка, смещения, напряжения, нетронутый массив, породы, боковой отпор
Страницы: 26-32 Подраздел: Геомеханика
Рассматриваются вопросы формулирования граничных условий при расчетах напряженно-деформированного состояния горных пород в окрестности выработки. Классические формулировки граничных условий в таких задачах не только не учитывают исходную предпосылку о линейности поля напряжений с глубиной в нетронутом массиве пород, но и не объясняют несоответствие расчета и поведения реального массива пород. В основе исследования лежит положение о линейности исходных напряжений, формулировка граничных условий для расчетной области, обеспечивающих эту линейность и допускающих проведение выработки при сохранении неизменных условий на границе расчетной области. Общая задача расчета напряженно-деформированного состояния массива при этом делится на две из-за возможности для горизонтальной составляющей точно сформулировать граничные условия и отсутствие такой возможности для вертикальной. Обсуждается вопрос сложения полученных решений для горизонтальных и вертикальных составляющих исходного поля напряжений.
А.Ф. Ревуженко
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: горная порода, тензор напряжений, деформации, инварианты, прочность, критерии
Страницы: 33-39 Подраздел: Геомеханика
Инварианты тензора напряжений определяются как средние значения напряжений, действующих на всевозможных площадках элементарного объема тела. Интегрирование напряжений производится в плоскости диаграммы Мора. Полученные инварианты могут быть использованы при формулировке критериев предельного состояния (разрушения) геоматериалов.
Выполнен анализ результатов геоакустического мониторинга на месторождении Антей, опасном по горным ударам. Предложен подход к обработке и интерпретации экспериментальных данных, основанный на применении следующих статистических параметров: дисперсии вейвлет-коэффициентов энергии, корреляционной фрактальной размерности, распределения сигналов по энергиям. Сопоставление рассчитанных параметров с проявлением техногенной сейсмичности на руднике “Глубокий” показало их удовлетворительную корреляцию с результатами натурных наблюдений, что дает основание рассматривать эти параметры в качестве возможных предвестников катастрофических событий.
Э.П. Фельдман, Т.А. Василенко, Н.А. Калугина
Институт физики горных процессов НАН Украины, ул. Розы Люксембург, 72, 83114, г. Донецк, Украина
Ключевые слова: термодинамический потенциал, фильтрация, диффузия, газонаполненная трещина, критерий Гриффитса, опорное давление, угольный пласт
Страницы: 46-65 Подраздел: Геомеханика
Представлен обзор современных достижений в области физической кинетики системы угольный пласт-метан. Приведен вывод термодинамического потенциала Гиббса этой системы как функции плотности газа (сохраняющийся параметр порядка) и трещиноватости пласта (несохраняющийся параметр порядка). Предложен двухвременной диффузионно-фильтрационный механизм массопереноса газа в пористом материале, обосновано представление о “быстром” и “медленном” метане. Базируясь на неравновесном термодинамическом потенциале, выведены кинетические уравнения для давления газа и трещиноватости угольного массива (пласта). Решение первого из этих уравнений объясняет происхождение физического эффекта временного повышения давления газа вблизи максимума внешнего горного (опорного) давления. Анализ второго уравнения дает возможность обобщать известный критерий разрушения Гриффитса на случай системы газонаполненных трещин. Проанализирован механизм предвыбросного “стреляния” трещин в газонасыщенном угольном пласте.
Б.Б. Данилов, Б.Н. Смоляницкий, Е.Н. Шер
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: бурение, скважина, трубопровод, транспортирование, грунтовая порция, перепад давления
Страницы: 66-74 Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
Обсуждается проблема транспортирования пластичной грунтовой массы воздушным потоком по горизонтальному вращающемуся трубопроводу. Приведено экспериментальное подтверждение возможности транспортирования грунта порциями, формируемыми при вращении трубопровода. Установлена зависимость скорости перемещения грунта по трубопроводу от его диаметра и напорного давления воздуха, положенная в основу определения параметров транспортной магистрали буровой установки.
И.В. Тищенко, В.В. Червов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Пневмомолот, виброударное прокалывание, амплитуда ударного импульса, скорость соударения, энергия удара, интенсивность и глубина погружения
Страницы: 75-86 Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
Рассмотрена проблема повышения производительности виброударного погружения в грунт стальных трубчатых элементов. Дано описание опытной модели генератора со ступенчатой регулировкой скорости соударения ударника с наковальней. Приведены результаты экспериментального моделирования процесса внедрения в зависимости от параметров нагружения трубной плети. Установлено их влияние на амплитудные значения генерируемых силовых импульсов и скоростные характеристики продвижения элемента в упругопластичной грунтовой среде.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
