Оглавление

Аннотация………………………………………………………3

Введение………………………………………………………...5

1.Теоретические сведения……………………………………..6

2.Задание………………………………………………………..6

2.1.Исходные данные…………………………………………6

2.2.Расчётные формулы……………………………………….7

3.Контрольный вариант………………………………………...8

4.Заключение……………………………………………………15

5. Список литературы…………………………………………..16

Введение

Специалисты в области технологии и техники разведки МПИ имеют дело с большим объёмом экспериментальных данных, для обработки которых используется компьютер. При рассмотрении различных задач в этой области возникает, в частности, необходимость выявления некоторых эмпирических закономерностей, решения систем уравнений, первичной статистической обработки экспериментальных данных.

Для решения многих задач, исходные данные и полученные результаты вычислений которых могут быть представлены в табличной форме, используют табличные процессоры (электронные таблицы). Самым популярным и распространенным из которых является программа Microsoft Excel.

Система компьютерной математики MathCAD весьма удобна при работе с числовыми данными, прежде всего, в силу наглядности визуально представления формул, начальных данных, a также из-за объёмной библиотеки встроенных функций.

Также очень часто применяются менее универсальные методы решения поставленных задач, в частности написание специальной программы на различных языках программирования.

В данной работе показано применение как табличного процессора Microsoft Excel, системы MathCAD, так и самостоятельно написанной программы, для решения задачи из инженерно-буровой практики.

1. Теоретические сведения

При выполнении определенных условий расчет напряжений и формы ударного импульса в буровых инструментах можно выполнить по формулам элементарной теории продольного удара.

При ударе коническим ударником в штанге возникает упругая волна, напряжение в которой изменяется плавно.

Параметры, полученные в результате расчета, имеют большое значение, т.к., с одной стороны, определяют условия разрушения породы на забое скважины, а с другой – напряжения, возникающие в буровом инструменте и соударяющихся деталях бурильных машин.

Отметим, что подобные расчеты в инженерно-буровой практике наиболее часто встречаются при ударном бурении шпуров и скважин, а также при погружении свай.

2. Задание

2. 1. Исходные данные

Ударник конической формы с торцевыми диаметрами d₁ = 3,6 см и D = 9,1 см ударяет сужающимся концом по штанге со скоростью v = 6,2 м/с. Диаметры штанги и ударяющего конца ударника равны, а материал, из которого они изготовлены, одинаков, причем заданы плотность материала ρ = 835 кг/м³ и скорость распространения упругой волны с = 68 м/с. Штанга имеет достаточно большую длину, при которой на формирование импульса не оказывают влияния волны напряжения, отраженные от конца, противоположного ударяемому концу. Конический ударник мысленно разделен на m = 7 частей при соблюдении постоянства отношения r площадей поперечных сечений по всей длине ударника, длина первой части ударника равна x₁ = 2,3 см. Задача состоит в том, чтобы вычислить параметры импульса напряжения по всей длине ударника, т.е. определить:

1. параметры участков ударника (x_n, d_n для n = 1, 2, …, 7),

2. напряжения в проходящем σ_п и отраженном σ_о импульсах, появляющихся на границах участков ударника,

3. время t_n начала импульса (n = 1, 2, …, 7),

4. напряжения σ⁽ⁿ⁾ в ступенях импульса штанги (n = 1, 2, …, 7),

5. время начала очередной ступени в импульсе штанги.