煤的动态力学本构模型-矿业工程.pdf

　 第38卷第10期 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.38　 No.10　 　 2013年 10月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Oct.　 2013　 - - - 　 　 文章编号:0253 9993(2013)10 1769 06 煤的动态力学本构模型 1 2 2 付玉凯 ,解北京 ,王启飞 (1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京　 100013;2.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京　 100083) 摘　 要:为揭示煤岩动态破坏机理,利用ϕ50 mm 的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对煤试 样进行不同应变速率下的冲击加载实验,实验结果表明:煤体动态本构曲线前期就呈现出很强的非 线性,初始弹性模量、屈服强度和极限强度都随应变率的增大而增大,塑性变形则是先增大后减小。 - 根据动态本构曲线特征以及前人对本构模型的研究成果,运用弹塑性理论,建立了损伤体 黏弹性 本构模型,模型的拟合曲线与实测动态本构曲线具有较好的一致性,拟合结果表明,煤体的动态力 -1 学性质对高低应变率的敏感性不同,对高应变率比较敏感,尤其是在300 s 的应变率下,煤体的塑 性流动最强,应力应变曲线产生了二类卸载(正斜率)。 关键词:霍普金森压杆;动态力学性能;本构模型;煤岩体 中图分类号:TD313　 　 　 文献标志码:A Dynamic mechanical constitutive model of the coal 1 2 2 FU Yu-kai ,XIE Bei-jing ,WANG Qi-fei (1.CoalMining Designing Department,Tiandi Science Technology Co. ,Ltd. ,Beijing　 100013,China;2.School of Resources and Safety Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing),Beijing　 100083,China) Abstract:In order to revealthemechanismof coal massdynamicdamage,theimpacting compressiontest of coal sam- ple was made by ϕ50 mm split Hopkinson pressure bar (SHPB) experimental system under different strain rate.The experimental resultsshowthatthepreliminarydynamicconstitutivecurveshowsgreatnonlinearandinitialelasticmod- ulus,yield strength andultimate strength increasewith the strainrate increasing,but plast