Оценка долговечности несущих металлоконструкций одноковшовых экскаваторов при разработке взорванных горных пород

• Автор: Насонов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 325 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
( г * #

I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ

1Л. Характеристика месторождений угля и структурнопрочностных свойств горных пород угольных разрезов Кузбасса.

1.2. Разрушение объектов при наличии трещин.

1.3. Трещинообразование в металлоконструкциях экскаваторов при разработке горных пород.
1.4. Существующие методы оценки долговечности (ресурса) металлоконструкций при наличии циклического нагружения.

1.5. Постановка цели и задач исследования.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КАЧЕ-

СТВА ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД НА МЕХАНИЧЕСКУЮ НАГРУЖЕННОСТЬ ЭКСКАВАТОРОВ
2.1. Основные повреждения металлоконструкций экскаваторов и анализ причин отказов их работы.
2.2. Оценка качества подготовки пород взрывом при открытой разработке.
2.3. Влияние гранулометрического состава и разрыхления горных пород на уровень механической нагруженности экскаваторов
ВЫВОДЫ.

III. ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ ПО ЭНЕРГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
3.1. Принципы энергетического анализа технологических процессов добычи горных пород
3.2. Влияние грансостава взорванных горных пород на энерготехнологические характеристики экскаваторов
3.3. Определение энергопотребления экскаваторов в зависимости от качества подготовки пород к экскавации
3.4. Экспериментальное определение числа дополнительных
циклов нагружения, времени трещинообразования и скорости роста трещины по энегопотреблению экскаваторов.
ВЫВОДЫ. 179'
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ВЗРЫВНОЙ
ПОДГОТОВКИ ПОРОД НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЭКСКАВАТО- 180 РОВ.
4.1. 'Анализ существующих методов расчета конструкций на воз-
действие мгновенного импульса и сейсмических нагрузок
4.2. Оценка нагруженпости экскаваторов при импульсном воздействии взрывов
4.3. Определение параметров динамической трещиностойкости металлоконструкций экскаваторов
4.4. Методика расчета металлоконструкций экскаватора на долговечность при импульсном воздействии взрывов
ВЫВОДЫ
V. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧНОСТИ (РЕСУРСА)
ЭКСКАВАТОРОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГОРНЫХ ПОРОД.
5.1. Экспериментальное исследование характеристик трегциностой-кости сталей, применяемых для изготовления металлоконструкций экскаваторов.
5.2. Теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния металлоконструкций экскаваторов с применением конечно-элементного моделирования.
5.3. Расчет долговечности металлоконструкций экскаваторов при наличии трещиноподобных дефектов.
5.4. Расчет долговечности при накоплении повреждений.
5.5 Теоретическое определение срока безопасной эксплуатации металлоконструкций экскаваторов по скорости роста трещин.
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ I.

V - скорость исчерпания пластичности.
(14)
где 5тах — пластичность металла сразу после ввода в эксплуатацию конструкции;
Т - время эксплуатации на момент исследования.
5Р = А - Д НВ, (1.5)
где А, Д - коэффициенты определенные из условий корреляций; НВ - твердость по Бринеллю.
Предложенный способ несколько усовершенствован использованием для тех же объектов характеристики Т — относительного остаточного сужения, как более информативного [269]. Согласно этому способу долговечность оборудования определяется
(8р-И)Т
Тост=у (1.6)
°тах
где бр получается из формулы

1_д
У = 98-0,1 ас,2, (1.8)
где ст0,2 — предел текучести, получаемый по формуле:
сто,2 = 1,78 НВ + ДА, (1.9)
где ДА - поправка к значению твердости и зависит от процентного состава ме-
талла, определяемая по формуле:
АА = 2,4 П + 33 (Мл - 0,5) + 86(81 -0,17) + 0,65б0'5, (1.10)
где П — содержание перлита %;
С, Мл, Б1 - содержание углерода, марганца и кремния, %, с! - диметр зерна.