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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。本文基于應變等效假設原理和彈性力學理論，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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應變等效原理即任何對于損傷物料所建立的應變構(gòu)方程均可以用于對于無損物料同樣的方式導出，其中通常應力用有效應力替代。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)應變等效原理。通過替換彈性勢能中的應力為等效應力來反映損傷的影響。
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根據(jù)應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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