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在破碎機破碎物料的過程中，伴隨著損傷的演化，微裂紋從無序分布逐漸向有序發(fā)展，形成宏觀大裂紋而導(dǎo)致物料的失穩(wěn)破碎。損傷能量釋放率反映了這個過程的能量耗散程度。本文基于應(yīng)變等效假設(shè)原理和彈性力學(xué)理論，對物料在破碎過程中的損傷能量釋放率進行分析。
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應(yīng)變等效原理即任何對于損傷物料所建立的應(yīng)變構(gòu)方程均可以用于對于無損物料同樣的方式導(dǎo)出，其中通常應(yīng)力用有效應(yīng)力替代。這一原理對于大多數(shù)的彈性及塑性本構(gòu)描述都是合適的。
物料的代表性體積單元內(nèi)變量損傷能量釋放率在物料損傷發(fā)展機理中起到很重要的作用，它的大小取決于物料破碎過程中的彈性勢能、表面能、塑性硬化勢能及流動熱能。一般情況下，只考慮彈性勢能和表面能。物料的自由能主要由這兩個能量形式有關(guān)，物料的表面能變化則主要體現(xiàn)在物料的脆性損傷。因此，可根據(jù)應(yīng)變等效原理。通過替換彈性勢能中的應(yīng)力為等效應(yīng)力來反映損傷的影響。
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根據(jù)應(yīng)變等效原理對物料的代表性體積單元的自由能分析可知，物料的代表性體積單元破碎過程中的損傷能量釋放率等于彈性應(yīng)變能和損傷耗散能量之和。即在忽略塑性耗散和熱耗散情況下，可認(rèn)為外界在物料破碎過程中所提供的總能量與損傷能量釋放率相等。
此外，當(dāng)損傷能量釋放率大于損傷能量耗散的極限值時，物料就會發(fā)生自組織現(xiàn)象，出現(xiàn)宏觀裂紋，導(dǎo)致物料的失穩(wěn)破碎。該極限值反映了物料抵抗損傷的能力。
上一篇：擠壓類破碎機的層壓破碎過程分析
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