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矿业工程爆破载荷分布三维模拟

目录

文档概述与背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究领域概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2爆破技术在矿业工程中的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3负载应力场仿真的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.4本课题研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

相关税键理论与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1爆破力学基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2岩体介质响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3高压应力波传播理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.4三维数值模拟技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.5常见计算模型简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

三维数值计算模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1模拟区域范围设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2坐标系与网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3材料本构关系选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.4初始应力场建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.5边界条件施加方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

爆破载荷源模型化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.1爆破药包参数定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.2药包等效模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3爆破能量释放机制描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.4不同爆破类型载荷注入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

模拟执行与后处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.1计算程序选择与设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.2大规模计算任务分发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.3仿真结果提取策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.4数据可视化方法应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

6.1峰值应力与压力分布特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

6.2空间压力梯度场分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

6.3应变与位移场规律研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

6.4能量传递与耗散分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

6.5不同参数对结果影响评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

爆破效果评估与优化建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

7.1仿真结果与实测数据对比验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

7.2爆破破碎效果预估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

7.3爆破震动安全评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

7.4基于仿真的爆破参数优化方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．