对于交变气动冲击锤瞬态冲击特性分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第3期机械工程学报Vo1．51NO．32015年2月JOINALOFMECHANICALENGINEERINGFeb．2015DoI：1O．3901，JME．2015．03．O73交变气动冲击锤瞬态冲击特性分析冰丁问司丁元文范亚军(华南理工大学机械与汽车工程学院广卅l510641)摘要：应用一维瞬态应力波特征线法对交变气动冲击锤的冲击系统进行理论分析，研究冲击部件之间瞬态波的传播及撞击接触面撞击力的变化规律。重点利用非线性动力学分析软件LS．DYNA对交变气动冲击锤的冲击系统模型进行仿真计算，并与理论分析结果对比，验证了仿真模型具有较高的可靠性。研

2、究中计算分析活塞初始冲击速度、工作介质性质对撞击接触面撞击力和活塞冲击反弹速度的影响，得出了活塞瞬态动力特性与活塞初始冲击速度和工作介质性质的关系。研究结果表明，不同物理特性的工作介质对应的气动冲击锤瞬态冲击特性也不同。研究结论为进一步研究气动冲击锤以活塞的冲击特性来判断工作对象的性质提供了理论依据和实际参考。关键词：气动冲击锤；模型；冲击特性中图分类号：TH113；0313AnalysisoftheTransientImpactPerformanceofAlternatingPneumaticImpactHammerDINGWensiDINGYuanwenFAN'Cajun(Schoolo

3、fMechanical&AutomotiveEngineering．SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641)Abstract：Basedonthemethodofcharacteristics，theimpactsystemofalternatingpneumaticimpacthammerisanalyzedtheoretically．Thetransientwave’Stransmissionbetweendiferentimpactpartsandthevariationoftheforceoftheimpactcontacti

4、nterfaceisstudied．TheimpactsystemmodelofpneumaticimpacthammerissimulatedbynonlinearFEMprogram，LS—DANA，andthenumericalmodelisverifiedveryefectivelybytheoreticanalysis．Theefectsofthepiston’8initialimpactingvelocityandthenatureofworkingmediumontheforceoftheimpactcontactinterfaceandthereboundvelocityof

5、thepistonareanalyzedandcalculated，respectively．Theresultsshowthat，thereisacorrespondingrelationshipbetweenthenatureofworkingmediumandthetransientdynamiccharacteristicsofthepneumaticimpacthammer．Thefinalconclusionsprovidereferenceforfurtherstudyingofusingthehammerreboundtocarryoutarealtimemeasuremen

6、tofthenatureofworkingmedium．Keywords：pneumaticimpacthammer；model；impactperformance值得注意的是，气锤冲击部件之间撞击激发的0前言瞬态应力波在柔性杆中持续传播时，在变截面处以及撞击接触面处会发生透反射作用，将产生复杂的交变气动冲击锤简称气锤，是一类将气体的压撞击力响应、撞击变形响应和能量的瞬态传递J。力能转化成机械能，并以冲击作用为主的手持式冲因此，气锤冲击系统中冲击部件之间的撞击过程较击机械，被广泛应用于电气安装、室内装修、建筑普通刚体碰撞过程更为复杂。另外，气锤冲击系统施工等工程领域中。气锤的工作原理是通过电

7、动机的柔性杆撞击特性和其他冲击系统(如凿岩机等)存驱动，使中间气垫的压强周期性变化来驱动活塞往在差异，主要原因在于其钎具短、冲击频率高、工复运动以撞击钎具，撞击产生的冲击能以应力波的作对象多变，这些差异使得研究气锤冲击系统的瞬形式传播到钎头，使钎头高效地破碎工作介质。气态冲击动力特性更加困难。锤冲击系统在一定程度上可以抽象为由柔性杆组成近年来，虽然国内学者对于冲击机械柔性杆撞的二元或三元冲击系统，其工作过程实