CC BY
30
Физические процессы горного производства
21
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
УДК 622.831:620.171.5
А.С. Гуменный, В. В. Дырдин, Т. И. Янина, А.А. Мальшин
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ С УПРУГИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
Угли, горные породы и строительные материалы установление области применения интерференционного
имеют различные упругие параметры: модуль упруго- метода [1], в зависимости от упругих параметров объек-
сти, модуль сдвига, коэффициент Пуассона. Поэтому тов исследования, является важным аспектом разработ-
А ♦ Кирпич {3)
Р / / /
9 / і /
І г О А ж г / / * / / Ч / ш м
1 >« 9- л - / А /Г / —■— Песчаник {4) —А— Сталь (2] —Ф— У гол ь (5) — О — Стекло (1)
го ш I
* //
/
0 с 0 2 0 Относи 4 0 тельное УДЛИНЇ 5 0,8 ЇНМЄ, %
Рис.1. Экспериментальные зависимости «нагрузка - относительное удлинение»
_________________________для различных материалов________________________
Абсолютные деформации, мм
Калибровка | стоп | 2,1
Рис.2. Зависимости напряженно - деформированного состояния угля, 1 экспериментальная кривая, полученная с пресса: 2 кпивая. полученная интепфепениионным методом.
22
А.С. Гуменный, В. В. Дырдин, T. И. Янина, А.А. Мальшин
ки системы непрерывного автоматического контроля напряженного состояния.
В интерференционном методе используются датчики из натрий-силикатного стекла марки К8, оптикомеханические параметры, которого определены с большой степенью точности: модуль упругости Е-8,23*105 МПа, коэффициент Пуассона - 0,21, модуль сдвига можно определить по однозначной зависимости между модулем упругости и коэффициентом Пуассона. Для объективной оценки напряженного состояния, упругие параметры исследуемого объекта должны соответствовать упругим параметрам датчика. Если, например, упругие параметры датчика будут ниже, чем у исследуемого образца, то будет наблюдаться изменение напряженно-деформированного состояния не объекта исследования, а датчика.
Для лабораторных исследований нами были выбраны объекты исследований, характеристики которых приведены на рис.1, откуда видно, что при одинаковой нагрузке деформация датчика (стекла) значительно меньше чем у стали, песчаника, кирпича и угля, что позволяет сделать вывод о правомерности применения оптического стекла марки К8 в качестве датчика для контроля напряженно-деформированного состояния.
При изменении нагрузки в массиве или промышленном объекте изменяется и интерференционная картина, полученная с датчика, закрепленного на исследуемом объекте, затем интерференционная картина передается с помощью волоконно-оптического кабеля на оптический детектор, который оцифровывает изменение интерференционной картины и передает полученные данные на компьютер, где они обрабатываются специальной программой [2], которая сравнивает данные с критическими значениями и определяет состояние массива или объекта.
В качестве примера на рис. 2 приведены зависимости смещения интерференционной картины от напряжения при одноосном сжатии для угля, полученные в автоматическом режиме с помощью оптического детектора.
При расчете градуировочных коэффициентов для программы автоматического контроля необходимо учитывать не только сочетание материалов датчика и объектов исследования, но также и типы технологических процессов, происходящих в месте контроля, так как скорость изменения напряженно деформированного состояния влияет на градуировочные кривые, что предполагает необходимость дальнейших исследований
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гумённый А. С., Корнилов А.В., Субботин А. С., Янина Т.И. Интерференционный метод контроля напряженного состояния при упругих деформациях / Сборник лучших докладов студентов и аспирантов КузГТУ. - Кемерово, КузГТУ, 2006, С 62-65.
2. Гумённый А. С., Дарбинян Д. О, Черкашин А.А., Ложкин И. Ю., Янина Т.И. Лабораторный стенд для исследования напряженно-деформированного состояния углей и пород / Международная научнопрактическая конференция «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». - Кемерово, КузГТУ , 2008, С 161-164.
□ Авторы статьи:
Гуменный Антон Сергеевич - студент гр. ЭА-051 КузГТУ
Email: gumeas@yandex.ru.
Дырдин Валерий Васильевич ■ докт. техн. наук, проф. , зав. каф. физики КузГТУ Email: dav.fiz@kuzstu.ru
Янина Татьяна Ивановна - канд. техн. наук, доц. каф. физики КузГТУ Тел. 89050709611.
Мальшин Анатолий Александрович - канд. техн.наук, доц. каф. физики ^зГГУ 1ел. 8-3842- 39-63-71
УДК 539.375+622.235
А.А. Мальшин, В.В. Дырдин, Т.И. Янина
О ХАРАКТЕРИСТИКАХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ДЕФОРМИРОВАНИИ И РАЗРУШЕНИИ ТВЁРДЫХ ТЕЛ
При деформации твёрдых тел с различными скоростями для описания процессов хрупкого разрушения нагружения представляет интерес возникновение стационарных и импульсных электрических полей.
Рассматриваемые процессы возможны в геологических разломах и других местах концентрации напряжений.
Для изучения механизмов разрушения, а также для управления ими актуальна задача разработки методов контроля процессов трещинообра-
зования по импульсному электромагнитному излучению.
Из теоретических оценок и экспериментальных данных следует, что для возникновении электромагнитного излучения (ЭМИ) требуется концентрация энергии в малых объемах вокруг «горячих» центров.
Концентрация энергии может происходить на дефектах или резонансным путем. ЭМИ может возникать во всех диапазонах электромагнитного спектра от длинных радиоволн до рентгеновских
