丁问司,卿 涛

(华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州 510641)

凿岩机是典型的以冲击破碎原理实现工作目的的特种机械，在公路及隧道施工中有大量应用。凿岩机活塞以一定速度冲击钎杆，使钎杆获得动能后冲击工作对象，并使其发生位移、变形、损坏，达到钻岩、破岩的目的[1-2]。针对凿岩机冲击动力特性的研究有助于提升凿岩机工作效率及提高凿岩装备的可靠性。

凿岩机冲击破碎系统可简化为由冲击活塞和钎杆组成的二元柔性杆冲击系统，其冲击过程中激发的应力波会在冲击活塞与钎杆中反向传播，并在约束面或边界面发生反射、透射现象，这使得各冲击部件将产生复杂形变，并伴随有瞬态能量传递。冲击过程结束后，冲击活塞和钎杆两端不受约束均成自由飞行杆进入分离状态。国内外学者对凿岩机工作过程的研究目前主要集中于流体驱动下活塞的加速、减速、反弹、缓冲等阶段的工作参数特性分析[3-5]，对冲击碰撞瞬间的动力学状态及其特性鲜有研究。然而，凿岩机工作过程中冲击活塞的断裂以及活塞前端面剥落等现象与冲击瞬态参数直接相关。改变结构参数可优化冲击部件冲击特性，改善工作过程中出现的相关问题。

近年来，对二元柔性杆共轴冲击问题的研究，部分学者采用特征线法对应力波的传播特性加以分析[6-8]，也有部分学者采用有限元数值计算进行冲击分析[9-11]。二元柔性杆撞击接触面冲击力的求解是冲击过程研究的关键内容。……