摘要： 为研究超声波加载下预制缺陷矿石的应变演化特性和破坏规律,根据振动力学、断裂力学理论得到超 声载荷作用下矿石单位质量微元受力的影响因素,建立静载与超声振动复合载荷下的矿石内部裂纹起裂准则。选用 黑钨矿石加工制备含缺陷长方体试样,使用超声波加载试验系统进行试验研究,借助动态数据采集装置与数字图像 相关法(2D-DIC)记录并分析试样的变形及破坏过程。结果表明:① 预制缺陷使矿样应变产生衰减现象,衰减程度受 缺陷类型影响。② 超声波加载下矿样局部应变演化分为微裂纹闭合、稳态变形、破碎时的宏观裂纹扩展或未破碎时 的静态回弹3 个阶段;在微裂纹闭合阶段,矿石应变幅值大幅波动,内部裂隙逐渐闭合;在稳态变形阶段,矿石应变幅 值整体平稳增加;在宏观裂纹扩展阶段,压缩应变降低,拉伸应变上升;在静态回弹阶段,矿石应变幅值未归至平衡零 点,矿石出现塑性变形。③ 预制裂纹试样全场应变及破坏过程分应变增速较低、显著波动、瞬间骤增3 个阶段,后受 端部效应影响产生反翼裂纹。研究结果可为超声破碎技术的工程应用提供理论参考。

关键词: 超声波载荷　预制缺陷　2D-DIC　应变演化　破坏规律