冲击凿岩机双弹性杆建模及其解析解

A mathematical model on percussive drill by using two elastic rods and its analytic solutions

为了更加准确地预测冲击凿岩机在工作时,活塞撞击钎杆后二者内部应力变化状况,采用等截面的两根弹性杆分别模拟活塞、钎杆。基于一维弹性波理论,建立冲击凿岩机的双弹性杆力学模型。运用Laplace变换,假设活塞和钎杆材料的波阻相等,给出了活塞撞击钎杆接触过程中二者内部位移及应力的时程响应的解析解。对两种不同的活塞初始速度进行了仿真,结果表明冲击在活塞-钎杆内部引起交变载荷,可能会引起二者疲劳破坏和低应力脆性断裂。可见,加强对冲击凿岩设备疲劳寿命的研究,对于设备的安全工作具有重要的意义。