автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.05, диссертация на тему:Изучение закономерностей и разработка методов оценки разрушения торфяных структур

РГБ ОД

1 5 ДЕК 1988

На правах рукописи САВИНОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РАЗРУШЕНИЯ ТОРФЯНЫХ СТРУКТУР

05.15.05 - Технология и комплексная механизация торфяного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

САВИНОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РАЗРУШЕНИЯ ТОРФЯНЫХ СТРУКТУР

05.15.05 - Технология и комплексная механизация торфяного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в АО ВНИИ Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

торфяной промышленности

доктор технических наук, профессор Самсонов Л.Н.,

доктор технических наук Згозин Б.Ф.

доктор технических наук, профессор Горячев В.И.,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Кузнецов Н.В.

АО НЦ "Радченкоторф"

Защита состоится _ 1996 г. в часов на засе-

дании диссертационного совета Д 063.22.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Тверском государственном техническом университете (г.Тверь, наб. Афанасия Никитина, 22, ауд. Ц-212).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета (г.Тверь, пр. Ленина, 25).

Автореферат разослан "_"__ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

профессор Копенкин В.Д.

© Тверской государственный технический университет, 1996

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Россия располагает значительными запасами торфяного сырья, рациональное использование и комплексная разработка которого составляет одну из важнейших задач торфяной промышленности. Сейчас, когда особенно возрос спрос на энергоносители, такие как нефть, природный газ и уголь, значение торфа как местного вида топлива и сырья для многих промышленных отраслей может более повысится при условии развития и совершенствования технологии торфяного производства, расширения сфер использования торфа и продуктов его переработки.

Успешно решить эту проблему нельзя без глубоких исследований состава и физико-механических свойств торфа, а также без изучения основных закономерностей образования, превращения, деформирования и разрушения торфяных структур при прессовании, диспергировании, физико-химическом модифицировании и сушке.

Методы анализа определяют характеристики переходных процессов в предельном состоянии торфяных структур и устанавливают количественные и качественные критерии их оценки. Обобщение имеющегося значительного экспериментального материала в области исследования процессов механической переработки торфяных структур на основе методов системного анализа и математического моделирования обеспечивает переход на новый качественный уровень в осмыслении происходящих явлений и процессов.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы являегся разработка и обоснование метода оценки состояния и изменчивости свойств торфяных структур в процессах их разрушения.

Исходя из поставленной цели решались следующие основные задачи:

- обобщение показателей и критериев оценки,процессов механической переработки торфяных структур;

- теоретическое и экспериментальное обоснование основных закономерностей процесса разрушения торфяных структур с учетом его нелинейного характера;

- классификация основных методов механической переработки торфа;

- разработка комплексного алгоритма анализа, моделирования и прогнозирования процессов разрушения торфяных структур;

- разработка методологии функциональной оптимизации и оценки эффективности технологических процессов торфяного производства.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования были наиболее распространенные виды торфа верхового и низинного типа. В лабораторных исследованиях использовались специально подготовленные образцы торфяных структур. Для решения проблемы использовались теоретические и экспериментальные методы. В основу теоретических исследований положен синергетический подход к оценке предельного состояния нелинейных процессов, системный анализ, моделирование и компьютерный эксперимент, а также метод количественной и качественной оценки процессов в приведенной системе оценки.

Научная новизна. На основании теоретических обобщений и экспериментальной проверки мегодов механической переработки торфяных структур установлены:

- характеристики нелинейных процессов механической переработки торфяных структур;

- комплекс показателей переходных процессов при поверхностном разрушении, который позволяет перейти от параметрической к функциональной оптимизации технологических процессов торфяного производства;

Практическая ценность работы заключается в разработке универсального метода анализа предельных характеристик торфяных структур в процессе их деформирования, дробления, измельчения, резания, фрезерования, диспергирования и перемешивания, обеспечивающего значительное сокращение объема предварительных экспериментальных исследований. Разработань1 методы и приборы для проведения тестовых исследований свойств торфяных структур.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методика анализа нелинейности процессов разрушения торфяных структур и определения их критических структурно-механических параметров;

- логико-аналитическая модель торфяной структуры, как функциональной системы, проявляющей свойства нелинейности;

- классификация основных методов механической переработки торфа с использованием комплексного критерия оценки нелинейности;

- принципы оценки функциональной оптимизации и эффективности технологических процессов механической переработки торфа.

Апробация работы. Результаты исследований по диссертационной работе доложены и обсуждены на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников Тверского политехнического института (Тверь, 1992), Белорусской государственной политехнической академии (Минск, 1994); на научных

советах ВНИИТП (Санкт-Петербург, 1994) и ИПИПРЭ АН В (Минск, 1994); на международных конференциях (Тверь, 1994, 1996).

Публикации. По материалам диссертации сделано 6 публикаций.

Объем н структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения, списка литературы из 114 наименований. Работа изложена на 198 страницах, включает 100 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, сделаны выводы и предложения о научной и практической значимости работы.

В главе 1 "Анализ процессов механической переработки торфяных структур" дано научно-практическое обобщение методов определения свойств и состояния торфяных структур, основных показателей и критериев оценки процессов механической переработки для торфоперера-батывающих технологий, а также методов моделирования переходных процессов в торфяном производстве.

Характерной особенностью является то, что в ходе отдельных технологических процессов свойства торфяных структур непрерывно изменяются. При этом торфяная структура находится в состоянии неустойчивого равновесия. Пока внешнее энергетическое воздействие (механическое, термическое или химическое) не достигло определенной величины, она не теряет своей структурности (например, прочности, формы и т.д.), хотя в ней под влиянием этих внешних возбуждений происходят изменения, приводящие ее в новое неустойчивое равновесие (например, под действием стационарной по времени нагрузки изменяются упруго-пластические свойства). В основе превращения свойств и состава торфяных структур лежат переходные процессы.

Под механической переработкой подразумевается изменение водно-физических и структурно-механических свойств торфяных структур в результате того или иного воздействия на них. Целесообразно иметь такие показатели механической переработки, которые наряду с фиксированием уровня количественного изменения физико-механических и структурных свойств исходного торфа в сопоставлении с требованиями и характеристиками готовой продукции, позволяли бы качественно оценить характер самих процессов. Обобщенной характеристикой изменчивости состояния торфяных структур является энергоемкость (и ее производные), проявляющаяся не только в изменении количества и соотношения внутренней и внешней энергии системы, но

и отражающей характер нелинейности процессов превращения их свойств.

Исходным моментом в моделировании технологических процессов является математическое описание простых переходных явлений, которые в области изменения параметрических характеристик определяют фиксированное изменение их количественных и качественных показателей. Моделирование технологических процессов осуществляется на основании представления сложных явлений как совокупности элементарных переходных процессов, которые путем комбинирования, масштабного трансформирования и нелинейного координирования отражают всю гамму и многообразие торфяных структур.

В главе 2 "Методика количественного и качественного анализа процессов торфяного производства" отмечено, что ее новизна заключается во введении в функциональный анализ оценочной характеристики качественного уровня оценки переходного процесса. Придание данному показателю количественной величины позволяет использовать его как обобщенный критерий оценки взаимного влияния факторов на характер процессов переработки торфяных структур. Функциональный анализ ставит своей целью изучение свойств технологических процессов: исследование закономерностей их возрастания и убывания, нахождения максимумов, а также оценки предельно-неустойчивого состояния системы по характеру ее нелинейности. Если зависимость имеет пределы изменения, выраженные в виде граничных условий для соответствующих областей изменения аргумента X и функции У (рис.1), то она может быть представлена в приведенных координатах в нормализованном виде в пределах изменения аргумента 0<Х<1 и функции 0<У<1.

тей в приведенной системе ния параметров:

координат 1 - переходного процесса;

2- при помощи критерия

Принцип приведения зависимости к нормализованному виду позволяет исключить влияние исходных факторов при проведении количественного и качественного анализа и обеспечить одинаковые условия оценки нелинейности переходного процесса. Переходный процесс характеризуется изменением степени взаимного влияния параметров. Критерием оценки может являться функция Кху =Х*У, которая носит экстремальный характер (рис.2). Анализ изменения данного критерия показывает, что экстремальное его значение соответствует координатам критериальной точки Ао, которая определяет не только количественные показатели, при которых наблюдается максимальная взаимосвязь параметров X и У, но и является качественной оценкой этой взаимосвязи с позиций ее нелинейности.

Приведение функции к нормализованному виду создает возможность ее описания одним параметром. В качестве такого параметра принимается точка Ао. В диссертации изложен метод определения разновидности зависимости, приведения ее к нормализованному виду, нахождения критериальной точки и выделения категорий функций по характеру нелинейности. Оценка нелинейности позволяет с использованием асимптотического подхода характеризовать структурные объекты с дробной размерностью, а также переходный процесс изменения состояния торфяных структур в результате механического воздействия на них, типовыми зависимостями в приведенной форме. Метод позволяет также классифицировать наиболее общие процессы разрушения по характеру их нелинейности.

Разработанная методика предназначена для проведения комплексного анализа процессов, составления математических моделей переходных процессов, а также для прогнозирования изменчивости функционирования объектов исследований. Средством реализации применения методики являются вычислительные алгоритмы и программы.

В главе 3 "Теоретические предпосылки моделировании процессов разрушении торфяных структур" подчеркнуто, что основной теоретической базой для описания процессов технологического разрушения торфяных структур является комплекс дисциплин, объединяемых общим понятием - "физика и механика торфа и торфяной залежи'.

Проблема разрушения материалов породила обилие точек зрения, каждая из которых берет за основу одну из сторон явлений. При статическом подходе разрушение рассматривается как случайный процесс, оценивается его вероятность без раскрытия причин, порождающих разрушение. При кинетическом подходе разрушение, развиваясь во времени, происходит в результате разрыва межагрегатных связей напряженного материала (например, под влиянием теплового

эффекта). Механический подход постулирует существование предельных силовых и энергетических характеристик, превышение которых вызывает разрушение. Структурный подход исходит из того, что в нагруженном материале существуют дефекты (вакансии, дислокации, микропоры и микротрещины), которые взаимодействуют между собой, поэтому разрушение определяется эволюцией дефектной структуры. Результатом разрушения, в общем случае, является либо образование новых поверхностей в торфяной структуре, либо разделение разрушаемого образца на несвязные части.

Обобщенная гипотеза разрушений позволяет предположить, что удельная работа разрушения пропорциональна некоторой степени параметра дробимого материала, где показатель степени изменяется в пределах 0<п<1 в зависимости от превышения доли влияния на процесс разрушения работы деформации над работой образования новых поверхностей. Дан анализ основных гипотез разрушения в приведенных координатах на примере оценки характера изменчивости функции поверхности Б в зависимости от объема деформирования V разрушаемого образца (рис.3).

__Риттенгер

Рис.3. Основные гипотезы разрушения:

1- гипотеза Риттенгера;

2- гипотеза Кирпичева;

3- гипотеза Бонда; § 4- гипотеза Ребиндера; ^ 5- критериальная точка

уровня нелинейности

§ процесса разрушения £

О Хаз 0,5 ХА: 1,У

Количественное значение доли того или другого явления в процессе разрушения торфяной структуры определено положением соответствующей критериальной точки на зависимости 8=Г(У), при этом координата Уа=п. Показана возможность применения степенного закона для оценки влияния масштабного фактора на процесс разрушения, при этом особенность структуры агрегатов торфяных систем

имеет фрактальный характер. Установлена взаимосвязь нелинейности с фрактальной размерностью торфяной структуры.

Анализ законов разрушения указывает на определенную роль поверхностной энергии в процессах переработки торфа и формировании физико-механических и структурных свойств продуктов дробления и измельчения. Следует различать объемное (свободное), внутреннее и поверхностное разрушение. Объемное разрушение (дробление и измельчение) заключается в механическом воздействии на структуру образца определенных размеров, обладающего начальной энергетической поверхностью. Деформированию подвергается весь первоначальный объем тела. Образование новых поверхностей осуществляется за счет дробления материала, вскрытия внутренних энергетических поверхностей в процессе грещинообразования. Внутреннее разрушение осуществляется в условиях объемно-напряженного состояния. В торфяных структурах под действием внешних сил (механическое уплотнение, отжатие воды из торфа) происходит уменьшение пористости системы. Поверхностное разрушение является промежуточным между объемным и внутренним, когда деформированию подвергается лишь часть массива структурной системы с ее поверхностного слоя. Для поверхностного разрушения характерно наличие одновременно и внешней, и внутренней энергетической поверхности. Последовательный переход от одной внешней энергетической поверхности к последующей осуществляется в процессе дробления за счет высвобождения части внутренней энергетической поверхности с сохранением остаточной поверхностной энергией, переходящей на следующей стадии разрушения во внутреннюю. Отделение поверхностного слоя осуществляется в результате сдвига, среза, отрыва, скола. При этом важное значение имеет режим разрушения, характеризуемый наличием поверхностей контактов с массивом торфяной залежи или торфяной структуры, а также поверхностей, так называемых открытых стенок.

Моделирование процесса поверхностного разрушения основано на двух гипотезах. Первая гипотеза - вскрытие дефектов-трещин заключается в предположении, что наряду с образованием новых поверхностей в результате среза или отрыва образца от монолитной структуры массива развитие внутренних трещин происходит в наименьшем сечении слоя, соответствующего параметру Ь (рис.4). При этом вновь образуемая поверхность дробления тела пропорциональна числу трещин в данном сечении Г.

Вторая гипотеза показывает, что кинетика образования и развития трещин заключается в том, что определяющим фактором является изменяющаяся толщина поверхностного слоя Ь (0<Ь<1), которая при Ь-»0 способствует полному вскрытию внутренней энергетической по-

верхности (дефектов-трещин), а при Ь->1 образец разрушаемого материала стремится к равновесной, равнопрочной по объему структуре, характер прочности которой определяется физико-механическими и структурными свойствами торфа, а сама торфяная масса предполагается однородной и изотропной.

Рис.4. Схема структуры поверх- Рис.5. Режимы поверхностного ностного разрушения разрушения

Модель поверхностного разрушения описывает 15 возможных режимов разрушения (рис.5) в зависимости от соотношения числа внешних и внутренних поверхностей. Граничными режимами являются 00-обьемное и 24-внутреннее разрушение. Они отражают предельно возможные энергетические уровни изменения вновь образуемой поверхности. Режим 12 является промежуточным между зависимостями первой и третьей разновидности. Для процессов 1-ой разновидности характерно преобладание влияния объемного деформирования, а для процессов 3-ей разновидности - роста образуемой энергетической поверхности. В работе теоретически обоснована закономерность переходного процесса при постоянной нелинейности Хд=1/е (рис.5) для режимов объемного, поверхностного и внутреннего разрушения с учетом и без учета дефектов агрегатов торфяных структур. Получено уравнение в приведенной форме, характеризующее процесс поверхностного разрушения

У = КХ / [1 + (К - 1)Х|,

0)

- И -

где Х-переменнаяфункция разрушения, отражающая режимный параметр (например, Ь-глубина фрезерования); К-функциональный параметр, влияющий на нелинейность процесса разрушения или характеристика дробимости торфа.

Параметр К непосредственно связан с нелинейностью Хд системы

ХА = ЫК-1)/(К-1). (2)

Для плоской задачи разрушения К=3 при Хд=1/е, для объемной задачи разрушения К=4 при Хд=1/3.

В главе 4 "Экспериментальные исследования и моделирование процессов механической переработки торфяных структур" рассматриваются явления, связанные с разрушением - деформирование, дробление, измельчение, резание, фрезерование и диспергирование. Показаны общие принципы построения моделей переходных процессов и экспериментально подтверждена общность их функциональных особенностей.

В качестве исходных данных для анализа использованы как результаты ранее полученные рядом исследователей, так и зависимости, установленные в ходе постановки специальных экспериментальных изысканий. С практической точки зрения, процессы разрушения помимо детерминированного характера носят и случайный, и в этой связи, можно говорить лишь о преобладании тех или иных функциональных изменений с учетом исходных факторов. В то же время, знание общих закономерностей переходных процессов позволяет путем сравнения со значениями характеристик реальных процессов оценивать фактическое состояние торфяной структуры с позиций ее нелинейности.

Предложена классификация основных методов механической переработки торфяных структур по показателю нелинейности, определяющего характер происходящих качественных изменений.

Независимо от степени деформирования при любом сложно-напряженном состоянии разрушение происходит либо от касательных или нормальных напряжений, когда последние по своей величине достигнут в опасном сечении предельных значений для данного вида торфа и его структуры. Предельное состояние торфяной структуры характеризуется степенью вытянутости эллипса напряжений или отношением его полуосей (Ь/а), а также нелинейностью системы разрушения (Хд), при этом Ь/а = 1 - 2 Хд. Обобщенной характеристикой состояния торфяной структуры является величина угла внутреннего трения ф, зависящая от нормального давления, структуры торфа и содержания влаги. В диссертации приведены физико-механические свойства наиболее распространенных торфов низинного и верхового типов, есте-

ственной и переработанной структуры в сопоставлении с показателями Ф и Ха. Характеристики разрушения могут быть представлены в относительных приведенных величинах при совмещении предельного круга Мора и единичного квадрата. Разрушение характеризуется точкой предельного состояния системы, в ней происходит начало разрушения структуры торфа.

Для характеристики динамики разрушения торфяных структур дроблением использован метод ударного действия на испытуемый образец. В ходе экспериментальных исследований строились диаграммы суммарного выхода частиц дробления данного класса АРгс в функции работы разрушения Адр. Полученные диаграммы носят в-образный характер (рис.6). На первой стадии дробления преобладает деформирование объема и образуются крупные частицы. При этом нелинейность процесса 0<Уа<0,5. На второй стадии разрушения преобладает образование новых поверхностей за счет более интенсивного дробления, т.е. измельчения (0,5<Уа<1). Предложено характеризовать дроби-мость торфяной структуры величиной работы дробления Адр и показателем т-| (положение точки перегиба функции разрушения Ао, где 0<1№<1).

ХРп ,%

о Адр 0,5

0 1/2е 1/е 0,5 1, Ьь

Рис.6. Характеристики соотношения процессов дробления и измельчения

Рис.7. Основные закономерности

стружкообразования при

фрезеровании

1- теоретическая зависимость;

2- результаты исследований

Опробование принципа ударного испытания проведено с использованием лабораторной установки. На кривых дробления-измельчения ярко выражена переходная область разрушения, которая представлена

в виде прямой, наклонной (под углом а, рис.6) линии. Относительный угол а, наклона кривой разрушения, характеризует нелинейность торфяной структуры, ее крошимость (связность).

Основными методами поверхностного разрушения являются резание и фрезерование. Закономерности данных процессов достаточно подробно изучены и нашли практическое применение в технологических процессах торфяного производства, в то же время представляет научный интерес проведение функциональной оценки их уровней нелинейности. С этой целью проведены экспериментальные исследования с элементарными вертикальными профилями. Для моделирования явлений чистого резания опыты проводились при малой скорости резания на снабженном двухкомпонентным динамометром фрезерном станке, а также на двухмаятниковом копре и фрезерной установке. Процесс резания характеризовался нелинейностью зависимости тангенциальной составляющей усилия резания Рт=Г(Ь,Ь) для режимов: свободного резания, полублокированного и блокированного резания при переменной ширине профилей Ь=10, 30, 50 мм. Диапазон изменения нелинейности составил Ха=0,34...0,40. При этом вариация относительно теоретического уровня Ха=0,366 составила - 0,071...+0,092. Полученные данные согласуются с результатами исследований резания грунтов.

Экспериментальная проверка закономерностей изменения параметров фрезерования проведена в лабораторных условиях с использованием тензометрической аппаратуры, обеспечивающей запись диаграмм изменения усилия резания в процессе криволинейного срезания стружки. С учетом иерархического и дискретного характера разрушения закономерность стружкообразования при фрезеровании может быть представлена модельной кривой (рис.7), нелинейность которой дискретна величине Хд=1/пе, т.е. в данном случае ХА=1/2е. В начальной стадии, при заглублении режущего элемента, происходит интенсивное дробление слоя торфяной залежи, преобладает процесс образования поверхностей (Уд>0,5). После скола характер процесса разрушения меняется - здесь преобладает явление деформирования (Уа<0,5).

Показаны особенности диспергирования и перемешивания торфяных структур. Практический интерес представляло изучение изменчивости энергоемкости механической переработки от условий работы, режимов и параметров торфоперерабатывающих механизмов. Определена нелинейность зависимостей относительного изменения предельного напряжения сдвига торфомассы от энергии А, затрачиваемой на механическую переработку при различных режимах работы и параметров шнекового пресса при Ха=0,327...0,333.

Дан анализ зависимостей изменения дисперсности структуры торфомассы, оцениваемой показателем охвата переработки М от энергоемкости процессов диспергирования и перемешивания для комплексного верхового (11=20%) и низинного древесно-осокового (Н=25..30%) торфов. Анализ зависимостей М=ДА) показал, что для обоих типов торфа изменение дисперсности связано с увеличением удельной энергии, причем величина энергозатрат примерно одинакова. Характер нелинейности данного процесса равен соответственно: для низинного торфа Ха=0,32; для верхового торфа Хд=0,325.

В работе дана характеристика постадийной переработки торфа, позволяющая обеспечить минимальный уровень энергозатрат при максимальном уровне изменения его структурных свойств, что позволяет решать задачи управления процессами механической переработки с применением методов функциональной их оптимизации.

Для проведения анализа многофункциональных технологических процессов и оценки характера изменчивости основных параметров в ходе их преобразования разработана схема алгоритма, реализующего принципы методики количественного и качественного анализа. Структурная схема обобщенной модели включает сочетание показательной составляющей в совокупности со степенной, которая может быть формализована функцией следующего вида:

У = Кавх"± С , (3)

где аВх - показательная составляющая модели; X" - степенная составляющая модели; В - кинетическая характеристика тенденции изменения функциональной модели; К, С - параметры трансформации системы относительно координатных осей; а, В, п - в общем случае параметры нелинейности а, В, п = 1"(Ха). При этом критериальные уравнения будут определены:

- для функций 1 и 4 разновидности

авх" - ав - Ха(1 - ав) = 0; (4)

- для функций 2 и 3 разновидности

авх" - ав - (1 - ХЛ)(1 - ав) = 0. (5)

Предложен ряд моделей для описания в-образных процессов на основании уравнения Перла и тригонометрических функций, которые наиболее наглядно отражают качественный характер структурно-фазовых переходных процессов.

ВЫВОДЫ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. В основе изменчивости свойств и состава торфяных структур лежат переходные процессы, обусловленные неустойчивостью системы и стремлением ее к достижению стационарного состояния. Обобщенной характеристикой состояния торфяных структур является нелинейность процессов превращения их свойств и структуры.

2. Моделирование процессов разрушения торфяных структур осуществляется на основании представления сложных явлений как совокупности элементарных переходных процессов, которые путем комбинирования, масштабного трансформирования и нелинейного координирования позволяют формализовать процессы механической переработки.

3. Разработана методика количественной и качественной оценки нелинейности процессов разрушения торфяных структур и определения критических их структурно-механических параметров. Средством реализации применения методики являются вычислительные алгоритмы и программы.

4. Нелинейность процесса разрушения определяет характер соотношения явлений образования новых поверхностей и деформирования объема торфяной структуры, а также иллюстрирует основные гипотезы разрушения Кирпичева-Кика, Риттенгера, Ребиндера и Бонда в системе приведенных координат.

5. Предложена модель образования новых поверхностей при поверхностном способе разрушения и теоретически обоснована закономерность переходного процесса при нелинейности Хд=1/е для режимов объемного, поверхностного и внутреннего разрушения. Даны прогнозные оценки характера поверхностного разрушения для различных режимов в экспериментальной области с учетом возможности использования фрактальных характеристик торфяных структур.

6. Предложена классификация методов механической переработки с использованием комплексного критерия оценки нелинейности, определяющего характер качественных изменений, происходящих в торфяной структуре.

7. Рассмотрена обобщенная модель деформирования с учетом основных физико-механических характеристик изменчивости ее состояний, представленная в виде сочетания модели нелинейности торфяной структуры и предельного круга напряжений по Мору.

8. Разработана методика оценки характера дробления и измельчения торфяных структур с использованием ударного принципа воздействия для изучения их прочностных свойств. Проведено экспериментальное опробование методики при помощи ударной лабораторной установки.

9. Проведена экспериментальная оценка нелинейности процессов резания и фрезерования натурных образцов торфяных структур с использованием специальной тензоизмерительной аппаратуры. Выявлен характер изменения основных энергетических характеристик процессов резания и фрезерования кратных ХА=1/пе.

10. Обобщены закономерности процессов диспергирования и перемешивания торфомассы и определены области структурно-фазовых переходов, связанные с изменением структурно-механических и энергетических характеристик торфяных структур, соответствующих положению критериальных точек.

Материалы диссертационной работы внедрены в практику проведения научно-исследовательских изысканий, применяются в учебном процессе, использованы в публикациях монографий.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Классификация основных методов механической переработки торфяных структур // Физикохимия торфа и сапропеля.-Материалы 7-ой Международной конференции "Физикохимия торфа и сапропеля, проблемы их переработки и комплексного использования".-Тверь: ТвеПИ, 1994,- С. 40 (соавторы: Зюзин Б.Ф., Базин Е.Т.).

2. Модель поверхностного разрушения структурных систем.-Там же,- С.72.

3. Основные гипотезы разрушения горных пород и торфа // Сб."Технология и комплексная механизация торфяного производ-ства".-Тверь: ТвеПИ, 1994,- С. 103-108 (соавторы: Базин Е.Т., Зюзин Б.Ф.).

4. Дробление и измельчение торфяных структур.-Там же.- С. 108112 (соавторы: Зюзин Б.Ф., Смирнова O.E.).

5. Синергетический подход в оценке предельной асимптотики процессов разрушения структурных систем II Сб."Коллоидная химия в решении проблем окружающей среды".-Минск: ИПИПРЭ АН Б, 1994,-С. 84-86 (соавторы: Зюзин Б.Ф., Терентьев A.A., ГаленчикВ.П.).

6. Фрактальная модель в оценке механической переработки дисперсных структур // Материалы международной конференции.-Тверь: ТГТУ, 1996,- С. 48 (соавтор: Зюзин Б.Ф.).

Подписан к печ. 24-07-96 г. Тираж 100 экз. Зак, 91. Типография ТГГУ :