岩石截割破碎载荷谱的混沌动力学模拟

本项目运用混沌理论来分析岩石截割破碎载荷谱，以探索进一步提高破岩效率的技术途径。首先在自行研制的10吨推力截割试验台上，对所采及格的各工况下载荷谱进行了频谱分析，判明是一种典型的不规则非周期混沌现象。运用嵌入定理，建立了从实验信号反演系统动态的理论依据，并提出了破碎强度的概念，证明了存在载荷谱奇怪吸引子。建立了刻画岩石破碎系统动力不特征的数值实验方法与算法，并编制出相应的计算机软件。采用损伤变量来描述岩石截割破碎状态，提出了分布特征参数的重整化群算法，从而建立起确定性的岩石截割破碎混沌模型，并模拟出具有相同动力学特征的载荷谱。最后提出了水射流混沌匹配加载以提高刀具破岩效率的技术途径并得到实验验证。