CN111914372B - 裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备，包括：获取目标切削参数；其中，目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数；基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到。本发明可以快速得到岩石裂纹扩展深度值，减少成本和时间消耗。
Description
技术领域
本发明涉及旋挖钻机施工技术领域，尤其是涉及一种裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备。
背景技术
随着旋挖钻机施工技术的迅速发展，诸如公路桥梁、铁路、水利、城市建设等工程通常都采用旋挖钻机进行作业。由于施工的地层千差万别，在施工过程中需要利用旋挖钻机截齿对地层中的岩石进行切削，但是截齿切削后岩石会产生裂纹扩展，岩石的裂纹扩展可以体现不同切削条件下岩石被破坏的深度，岩石裂纹扩展直至整体断裂会引起诸如水利、交通隧洞的塌垮事故。但是现有技术中大多通过CT或超声波等大型仪器观测岩石的裂纹扩展，成本较高，耗时较长。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备，以快速得到岩石裂纹扩展深度值，减少成本和时间消耗。
第一方面，本发明实施例提供了一种裂纹扩展深度计算方法，包括：获取目标切削参数；其中，目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数；基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到。
在一种实施方式中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系的建立过程包括：获取多组切削参数；基于每组切削参数进行切削仿真操作，确定每组切削参数对应的裂纹扩展深度；根据切削参数以及裂纹扩展深度确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系。
在一种实施方式中，基于每组切削参数进行切削仿真操作，确定每组切削参数对应的裂纹扩展深度的步骤，包括：获取待切削岩石和截齿的有限元模型；其中，待切削岩石的有限元模型包括岩石网格和内聚力网格，内聚力网格位于每相邻的两个岩石网格之间；基于截齿参数，通过截齿的有限元模型沿预设方向对待切削岩石的有限元模型进行切削，确定切削路径；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格确定裂纹扩展深度。
在一种实施方式中，根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格确定裂纹扩展深度的步骤，包括：获取切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的像素点比值、切削前切削路径上的内聚力网格的面积以及切削路径的长度；根据像素点比值和切削前切削路径上的内聚力网格的面积确定切削后切削路径上的内聚力网格的面积；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的面积差值以及切削路径的长度确定裂纹扩展深度。
在一种实施方式中，截齿参数至少包括：切削倾角、下压深度和切削速度；岩石参数至少包括岩石抗压强度，用于表征岩石种类。
在一种实施方式中，基于截齿参数，通过截齿沿预设方向对待切削岩石进行切削，确定切削路径的步骤，包括：将截齿从待切削岩石表面下降下压深度；根据切削倾角和切削速度沿预设方向对待切削岩石进行切削，确定切削路径。
在一种实施方式中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系的建立过程还包括：将切削路径上的内聚力网格进行可视化展示；其中，切削路径上未展示的内聚力网格用于表征裂纹扩展。
第二方面，本发明实施例提供了一种裂纹扩展深度计算装置，包括：参数获取模块，用于获取目标切削参数，目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数；裂纹扩展深度确定模块，用于基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的上述裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备，首先能够获取目标切削参数(目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数)；然后基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系(切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到)，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度。上述方法能够通过基于切削参数的仿真操作确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系，然后基于建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系和目标切削参数快速得到目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度，从而降低了成本和时间消耗。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种裂纹扩展深度计算方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种待切削岩石的有限元模型示意图；
图3为本发明实施例提供的一种截齿切削过程的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种切削路径上内聚力网格示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种切削路径上内聚力网格示意图；
图6为本发明实施例提供的一种图像用户界面的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种裂纹扩展深度计算方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的一种裂纹扩展深度计算装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前只能观察到岩石被切削到的部分，裂纹扩展无法通过肉眼观察到，而且现有技术中大多通过CT或超声波等大型仪器观测岩石的裂纹扩展，成本较高，耗时较长，且大型仪器对岩石的尺寸有所限制。此外现有技术中无法直接会得到裂纹扩展深度值。基于此，本发明实施例提供的一种裂纹扩展深度计算方法、装置及电子设备，可以快速得到岩石裂纹扩展深度值，减少成本和时间消耗。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种裂纹扩展深度计算方法进行详细介绍，该方法可以由电子设备执行，诸如电脑、手机和iPad等，参见图1所示的一种裂纹扩展深度计算方法的流程图，示意出该方法主要包括以下步骤S102至步骤S104：
步骤S102：获取目标切削参数。
其中，目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数。具体的，岩石参数可以用来表征岩石的种类，不同的岩石类型，岩石参数也不同；截齿参数可以用来表征截齿切削待切削岩石的切削条件，诸如切削速度、深度等，不同截齿参数得到的待切削岩石的裂纹扩展深度不同，而采用相同的截齿参数切削不同的待切削岩石得到的裂纹扩展深度也会不同，基于此，本实施例需要首先确定操作人员采用的切削方法，也即目标切削参数，进而确定对应的裂纹扩展深度。
步骤S104：基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度。
其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到。具体的，本发明实施例可以预先通过基于切削参数的仿真操作确定切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，该对应关系可以是具体的多元二次公式或者神经网络模型的形式。在具体应用中，可以将目标切削参数直接代入到多元二次公式中得到对应的目标裂纹扩展深度；或者也可以将目标切削参数输入到神经网络模型中，得到对应的目标裂纹扩展深度。
本发明实施例提供的上述裂纹扩展深度计算方法能够通过基于切削参数的仿真操作确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系，然后基于建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系和目标切削参数快速得到目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度，从而降低了成本和时间消耗。
为了便于理解，本发明实施例还提供了一种切削参数和裂纹扩展深度的对应关系建立的过程，包括以下步骤(1)至步骤(3)：
步骤(1)：获取多组切削参数。
切削参数包括截齿参数和岩石参数，在一种实施方式中，截齿参数至少包括：切削倾角、下压深度和切削速度；岩石参数至少包括岩石抗压强度，用于表征岩石种类。为了保证数据的多元性，可以通过控制变量的方法，即改变一个参数，保持其他三个参数不变的方法获取多组切削参数(诸如21组)。
步骤(2)：基于每组切削参数进行切削仿真操作，确定每组切削参数对应的裂纹扩展深度。
具体的，可以包括以下步骤(2.1)至步骤(2.3)：
步骤(2.1)：获取待切削岩石和截齿的有限元模型。
其中，待切削岩石的有限元模型包括岩石网格和内聚力网格，内聚力网格位于每相邻的两个岩石网格之间。在一种实施方式中，可以采用有限元软件ABAQUS建立三维六面体的截齿有限元模型，包括截齿网格；以及建立三维四面体的待切削岩石有限元模型，包括初步岩石网格(即岩石网格)；然后在相邻的岩石网格之间插入内聚力网格，内聚力网格可以是零厚度内聚力网格，具体的可以采用插入零厚度内聚力网格软件插入零厚度内聚力网格，选择相应的待切削岩石的三维四面体岩石网格，点击生成内聚力网格即可自动在每相邻的两个岩石网格之间插入零厚度内聚力网格，结果可以参见图2所示的一种待切削岩石的有限元模型示意图，其中图2的(a)部分为待切削岩石的岩石网格，在预设的切削路径上岩石网格进行了加密；图2的(b)部分为插入了零厚度内聚力网格的岩石网格。
步骤(2.2)：基于截齿参数，通过截齿的有限元模型沿预设方向对待切削岩石的有限元模型进行切削，确定切削路径。
在一种实施方式中，可以先将截齿从待切削岩石表面下降下压深度；然后根据切削倾角和切削速度沿预设方向对待切削岩石进行切削，确定切削路径。具体的可以先将截齿从待切削岩石的表面下降1mm的深度，然后按照匀速直线(诸如1.5m/s)沿待切削岩石的长度方向进行切削，确定切削路径。参见图3所示的一种截齿切削过程的示意图，示意出截齿沿待切削岩石的长度方向进行切削的仿真过程。可以理解的是，上述具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
步骤(2.3)：根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格确定裂纹扩展深度。
在一种实施方式中，切削完成得到仿真结果后可以将切削路径上的内聚力网格进行可视化展示；其中，切削路径上未展示的内聚力网格用于表征裂纹扩展。参见图4所示的一种切削路径上内聚力网格示意图，图4的(a)部分为切削前切削路径上的内聚力网格，图4的(b)部分为切削后切削路径上的内聚力网格。由图4可知，切削后与切削前相比，切削路径上有一部分内聚力网格未进行展示，该部分可以被视为失效的内聚力网格，此部分失效被删除的内聚力网格即可视为岩石内部的裂纹扩展。内聚力网格相当于粘结普通岩石网格的零厚度网格，类似于“胶水”，也可以被称为“胶水”网格。“胶水”网格一旦失效则说明相邻的两个普通岩石网格分离，因此本实施例中可以用失效的“胶水”网格表征裂纹扩展，也即用失效的内聚力网格表征裂纹扩展。
进一步，考虑到切削路径凹凸不平，无法直接测量裂纹扩展深度，因此需要对裂纹扩展深度结果进行量化后才能进行分析与拟合。基于此，本发明实施例可以通过将未失效的内聚力网格的面积与内聚力网格像素点总数的建立联立关系从而进行计算。
在一种实施方式中，可以首先获取切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的像素点比值、切削前切削路径上的内聚力网格的面积以及切削路径的长度；然后根据像素点比值和切削前切削路径上的内聚力网格的面积确定切削后切削路径上的内聚力网格的面积；最后根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的面积差值以及切削路径的长度确定裂纹扩展深度。具体的，可以采用Photoshop软件中的选取像素点计数功能，分别得到切削前和切削后切削路径上的内聚力网格部分的像素点总数，根据待切割的尺寸确定切削前切削路径上的内聚力网格的面积。由于像素点的总数与面积是相对应的，因此可以根据像素点比值和切削前切削路径上的内聚力网格的面积确定切削后切削路径上的内聚力网格的面积，然后利用切削后切削路径上的内聚力网格的面积除以切削路径的长度即可得到裂纹扩展深度。举例说明：假设待切削岩石的尺寸为500mm×300mm×200mm，沿待切削岩石的长度方向进行切削仿真，那么参见图5所示的另一种切削路径上内聚力网格示意图，图5的(a)部分为切削前切削路径上的内聚力网格，图5的(b)部分为切削后切削路径上的内聚力网格，通过计算可得切削前切削路径上的内聚力网格的面积为500×200＝100000mm2，切削前切削路径上的内聚力网格部分的像素点总数为83834pixel，切削后切削路径上的内聚力网格部分的像素点总数73967pixel，因此可以计算得到切削后切削路径上的内聚力网格的面积约为83230.3mm2，那么裂纹扩展深度的平均值约为(100000-83230.3)/500＝33.5mm。
步骤(3)：根据切削参数以及裂纹扩展深度确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系。
在一种实施方式中，每组切削参数都可以得到一个对应的裂纹扩展深度，根据多组切削参数和对应的裂纹扩展参数可以采用多元二次拟合和/或神经网络训练拟合的方式对获取的数据进行拟合，得到切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系。其中，多元二次拟合可以得到多元二次公式，通过公式参数可以直观看出裂纹扩展深度的变化趋势；神经网络训练拟合，诸如采用matlab软件进行拟合，可以得到计算裂纹扩展深度的m文件，已知切削参数则可以通过调用m文件得到裂纹扩展深度，在实际应用中，可以将调用语句打包到一个图像用户界面程序中，参见图6所示的一种图像用户界面的结构示意图，示意出该界面左侧为输入，可以通过拖动滑块或直接输入的方式输入切削参数的值，图中的截齿角度即为切削倾角；右侧为输出，当输入切削参数后右侧可以自动显示与输入的切削参数对应的裂纹扩展深度，从而操作人员能够直观快速的得到设定的切削参数对应的裂纹扩展深度值。
本发明实施例提供的上述裂纹扩展深度计算方法，提供了一种截齿切削岩石裂纹扩展深度的仿真方法，与现有技术中采用大型CT或超声波对岩石的试验相比，能够节省至少80％的时间和成本；此外，本实施例可以对岩石的裂纹扩展深度进行量化处理，进行多参数计算后直接拟合得到公式和查找软件，使用公式或者软件的人员可以直观快速的得到设定的切削方法对应的裂纹扩展深度值。
本发明实施例还提供了另一种裂纹扩展深度计算方法，参见图7所示的另一种裂纹扩展深度计算方法的流程图，该方法主要包括以下步骤S702至步骤S716：
步骤S702：获取待切削岩石的初始岩石四面体网格和截齿六面体网格。
步骤S704：在初始岩石四面体网格之间插入内聚力网格，得到全插内聚力网格的岩石网格。
步骤S706：确定单齿切削待切削岩石模型的切削参数，进行切削仿真。
其中，切削参数(也即切削的边界条件)包括岩石抗压强度、切削倾角、下压深度和切削速度等。
步骤S708：截取切削路径上的内聚力网格进行展示。
步骤S710：根据切削路径上的内聚力网格计算裂纹扩展深度。
具体的，可以采用面积和选取像素点总数联立量化的方式计算裂纹扩展深度。
步骤S712：改变切削参数，重复上述步骤S702至步骤S710，直至获取预设数量的裂纹扩展深度和切削参数。
在一种实施方式中，可以获取至少21组试验数据。
步骤S714：将预设数量的裂纹扩展深度和切削参数进行拟合得到拟合结果。
具体的，可以采用多元线性拟合和/或神经网络拟合的方式得到计算裂纹扩展深度的计算公式和/或查询软件。
步骤S716：根据拟合结果计算裂纹扩展深度。
具体的，可以根据计算裂纹扩展深度的计算公式和/或查询软件，输入切削参数，快速得到裂纹扩展深度。
本发明实施例采用带有零厚度内聚力单元的三维有限元仿真方法体现岩石的连续和离散特性，零厚度网格插入在普通网格之间作为胶粘剂将普通网格黏在一起，当在切削作用下零厚度内聚力网格失效被删除后，普通网格之间没有连接作用则分离，因此失效被删除的零厚度内聚力网格可以代表岩石裂纹的扩展深度。基于此，本发明实施例通过采用剩下的未失效的内聚力网格的面积与像素点总数的联立关系计算裂纹扩展深度，即初始内聚力网格的面积减去剩下未失效的内聚力网格的面积为失效的内聚力网格部分的面积，用失效的内聚力网格部分的面积除以切削路径的长度即为裂纹扩展深度。本实施例中采用四种不同的切削参数(岩石抗压强度、切削倾角、下压深度和切削速度)，进行多种情况的计算，并将得到的结果进行多元非线性回归拟合以及神经网络训练，分别得到变参数对裂纹扩展深度影响的公式和查询软件。因此，只需要对照公式或者使用查询软件就可以找到既定切削参数对应的裂纹扩展深度，既填补了现有技术的空白，与现有技术中采用大型CT或超声波对岩石的试验相比，又能够节省至少80％的时间和成本。
本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，该实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
对于前述实施例提供的裂纹扩展深度计算方法，本发明实施例还提供了一种裂纹扩展深度计算装置，参见图8所示的一种裂纹扩展深度计算装置的结构示意图，该装置可以包括以下部分：
参数获取模块801，用于获取目标切削参数，目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削待切削岩石的截齿参数。
裂纹扩展深度确定模块802，用于基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到。
本发明实施例提供的上述裂纹扩展深度计算装置能够通过基于切削参数的仿真操作确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系，然后基于建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系和目标切削参数快速得到目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度，从而降低了成本和时间消耗。
在一种实施方式中，上述装置还包括仿真模块，用于获取多组切削参数；基于每组切削参数进行切削仿真操作，确定每组切削参数对应的裂纹扩展深度；根据切削参数以及裂纹扩展深度确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系。
在一种实施方式中，上述仿真模块还用于获取待切削岩石和截齿的有限元模型；其中，待切削岩石的有限元模型包括岩石网格和内聚力网格，内聚力网格位于每相邻的两个岩石网格之间；基于截齿参数，通过截齿的有限元模型沿预设方向对待切削岩石的有限元模型进行切削，确定切削路径；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格确定裂纹扩展深度。
在一种实施方式中，上述仿真模块还用于获取切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的像素点比值、切削前切削路径上的内聚力网格的面积以及切削路径的长度；根据像素点比值和切削前切削路径上的内聚力网格的面积确定切削后切削路径上的内聚力网格的面积；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的面积差值以及切削路径的长度确定裂纹扩展深度。
在一种实施方式中，上述截齿参数至少包括：切削倾角、下压深度和切削速度；岩石参数至少包括岩石抗压强度，用于表征岩石种类。
在一种实施方式中，上述仿真模块还用于将截齿从待切削岩石表面下降下压深度；根据切削倾角和切削速度沿预设方向对待切削岩石进行切削，确定切削路径。
在一种实施方式中，上述仿真模块还用于将切削路径上的内聚力网格进行可视化展示；其中，切削路径上未展示的内聚力网格用于表征裂纹扩展。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器90，存储器91，总线92和通信接口93，所述处理器90、通信接口93和存储器91通过总线92连接；处理器90用于执行存储器91中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器91可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口93(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线92可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器91用于存储程序，所述处理器90在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器90中，或者由处理器90实现。
处理器90可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器90中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器90可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、网络处理器(NP，Network Processor)等；还可以是数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、现成可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器91，处理器90读取存储器91中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种裂纹扩展深度计算方法，其特征在于，包括：
获取目标切削参数；其中，所述目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削所述待切削岩石的截齿参数；
基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定所述目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到；
其中，所述切削参数和裂纹扩展深度的对应关系的建立过程包括：获取多组切削参数；基于每组所述切削参数进行切削仿真操作，确定每组所述切削参数对应的裂纹扩展深度；根据所述切削参数以及所述裂纹扩展深度确定所述切削参数和所述裂纹扩展深度之间的对应关系；
其中，所述基于每组所述切削参数进行切削仿真操作，确定每组所述切削参数对应的裂纹扩展深度的步骤，包括：获取待切削岩石和截齿的有限元模型；其中，所述待切削岩石的有限元模型包括岩石网格和内聚力网格，所述内聚力网格位于每相邻的两个所述岩石网格之间；基于所述截齿参数，通过所述截齿的有限元模型沿预设方向对所述待切削岩石的有限元模型进行切削，确定切削路径；根据切削前和切削后所述切削路径上的所述内聚力网格确定所述裂纹扩展深度；
其中，所述根据切削前和切削后所述切削路径上的所述内聚力网格确定所述裂纹扩展深度的步骤，包括：获取切削前和切削后所述切削路径上的所述内聚力网格的像素点比值、切削前所述切削路径上的所述内聚力网格的面积以及所述切削路径的长度；根据所述像素点比值和切削前所述切削路径上的所述内聚力网格的面积确定切削后所述切削路径上的所述内聚力网格的面积；根据切削前和切削后所述切削路径上的所述内聚力网格的面积差值以及所述切削路径的长度确定所述裂纹扩展深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述截齿参数至少包括：切削倾角、下压深度和切削速度；所述岩石参数至少包括岩石抗压强度，用于表征岩石种类。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述截齿参数，通过所述截齿沿预设方向对所述待切削岩石进行切削，确定切削路径的步骤，包括：
将所述截齿从所述待切削岩石表面下降所述下压深度；
根据所述切削倾角和所述切削速度沿预设方向对所述待切削岩石进行切削，确定切削路径。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切削参数和裂纹扩展深度的对应关系的建立过程还包括：
将所述切削路径上的所述内聚力网格进行可视化展示；其中，所述切削路径上未展示的所述内聚力网格用于表征裂纹扩展。
5.一种裂纹扩展深度计算装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取目标切削参数，所述目标切削参数包括待切削岩石的岩石参数和切削所述待切削岩石的截齿参数；
裂纹扩展深度确定模块，用于基于预先建立的切削参数和裂纹扩展深度的对应关系，确定所述目标切削参数所对应的目标裂纹扩展深度；其中，切削参数和裂纹扩展深度的对应关系通过基于切削参数进行仿真操作得到；
仿真模块，用于获取多组切削参数；基于每组切削参数进行切削仿真操作，确定每组切削参数对应的裂纹扩展深度；根据切削参数以及裂纹扩展深度确定切削参数和裂纹扩展深度之间的对应关系；所述仿真模块还用于获取待切削岩石和截齿的有限元模型；其中，待切削岩石的有限元模型包括岩石网格和内聚力网格，内聚力网格位于每相邻的两个岩石网格之间；基于截齿参数，通过截齿的有限元模型沿预设方向对待切削岩石的有限元模型进行切削，确定切削路径；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格确定裂纹扩展深度；所述仿真模块还用于获取切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的像素点比值、切削前切削路径上的内聚力网格的面积以及切削路径的长度；根据像素点比值和切削前切削路径上的内聚力网格的面积确定切削后切削路径上的内聚力网格的面积；根据切削前和切削后切削路径上的内聚力网格的面积差值以及切削路径的长度确定裂纹扩展深度。
6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至4任一项所述的方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至4任一项所述的方法的步骤。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1529680A (zh) * | 2001-07-25 | 2004-09-15 | 弗拉基米尔・斯捷潘诺维奇・孔德拉坚 | 脆性的非金属材料的切割方法 |
| CN110480429A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-11-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 车用硬脆材料旋转超声加工亚表层损伤深度在线预测方法 |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11434697B2 (en) * | 2017-06-21 | 2022-09-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Prediction of cutting size and shape generated by a drill bit |
| WO2019047189A1 (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 消息显示方法、装置及终端 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1529680A (zh) * | 2001-07-25 | 2004-09-15 | 弗拉基米尔・斯捷潘诺维奇・孔德拉坚 | 脆性的非金属材料的切割方法 |
| CN110480429A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-11-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 车用硬脆材料旋转超声加工亚表层损伤深度在线预测方法 |
| CN111539142A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-14 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种管道裂纹扩展驱动力计算方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KDP晶体单点金刚石飞切过程裂纹扩展影响因素研究;杜晓文 等;《人工晶体学报》;第47卷(第01期);第18-30页 * |
| 单齿高频扭转冲击切削的破岩及提速机理;祝效华 等;《石油学报》;第38卷(05);第578-586页 * |
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