高功率脈沖破碎巖混材料關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的工事和重要目標(biāo)，大多由巖石、混凝土等混合材料建造而成。因此，研究高效深度破碎巖混材料具有重要意義。傳統(tǒng)巖混材料破碎法多采用機械法，具有低效率、高能耗、安全性差等不足。與機械法主要克服材料壓應(yīng)力做功破碎不同，高功率脈沖可通過拉應(yīng)力為主的破碎方式，克服機械法上述不足。
　　高功率脈沖破碎巖混材料的關(guān)鍵技術(shù)包括高壓電極技術(shù)、高電壓絕緣技術(shù)及高效毀傷技術(shù)，本工作結(jié)合工程應(yīng)用等目標(biāo)需求，對高功率脈沖破碎巖混材料關(guān)鍵技術(shù)進行了研究

2、與優(yōu)化設(shè)計。
　　本工作主要內(nèi)容為：首先構(gòu)建了實驗系統(tǒng)，包括對高功率脈沖發(fā)生器進行分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵組件選型；然后針對高壓絕緣技術(shù)，對高壓電極周圍介質(zhì)的絕緣特性進行了實驗與研究；進而針對高壓電極技術(shù)，分別對高壓輸出電極、氣體開關(guān)電極及半導(dǎo)體開關(guān)電極進行了優(yōu)化設(shè)計與實驗研究；最后基于自行設(shè)計優(yōu)化后的高功率脈沖發(fā)生器進行了破碎實驗研究。
　　本工作主要成果包括：1)完成高功率脈沖發(fā)生器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型優(yōu)化；2)獲取了高壓輸出

3、電極周圍絕緣氣體（N2，空氣，SF6）與電極及氣壓的規(guī)律，選定SF6作為絕緣介質(zhì)，圓柱不銹鋼電極半徑20mm，高40mm在極間距離為6mm，氣壓為0.3MPa時，擊穿電壓可達45 kV；3)優(yōu)化設(shè)計了高壓輸出電極，對不同參數(shù)下（極間距，電壓，角度等）進行仿真（基于 CST軟件）與實驗，總結(jié)了相關(guān)規(guī)律；4)優(yōu)化設(shè)計了氣體開關(guān)電極，獲得了均勻的擊穿電場（不均勻系數(shù)達1.0781）及長壽命（大于106次）；5)破碎實驗中，總結(jié)了脈沖數(shù)、電壓及