交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性研究

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1、硕士学位论文交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性研究作者姓名丁元文学科专业机械电子工程指导教师丁问司教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月ResearchontheTransientImpactPerformanceofAlternatingPneumaticImpactHammerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DingYuanwenSupervisor：Prof.DingWensiSouthChinaUniversityofTechnology

2、Guangzhou,China分类号：TH113;O313学校代号：10561学号：201220100703华南理工大学硕士学位论文交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性研究作者姓名：丁元文指导教师姓名、职称：丁问司教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械电子工程研究方向：流体传动系统振动控制及分析论文提交日期：2015年04月21日论文答辩日期：2015年06月05日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：杜群贵委员：成国真谢小鹏孙海平陈东致谢华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人

3、在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全

4、部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□√不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：13660097456电子邮箱：ding.yuanwen@163.com联系地址(含邮编)：广州

5、市天河区五山路华南理工大学汽车科技大楼1111室（邮编510640摘要交变气动冲击锤是一类应用广泛的手持式气动冲击机械。目前，国内对交变气动冲击锤的研究还不够充分，有关交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性和智能化控制方面的研究还相当少，总体研究水平落后于一般机械系统。基于此，本论文从波动力学理论出发，就交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性展开了较为系统的研究。首先，论文应用一维应力波特征线法对交变气动冲击锤冲击系统中的柔性杆撞击问题进行了理论分析，探究了冲击部件之间瞬态波的传播过程和撞击接触面撞击力的变化规律。其次，论文基于显式动力学分析程序

6、LS-DYNA对交变气动冲击锤瞬态冲击动力特性进行了仿真计算，重点分析了钎具直径、活塞初始冲击速度和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，揭示了不同属性工作介质的动态凿入过程，并在此基础上提出了工作介质特征辨识方法。最后，论文通过试验，研究了活塞冲击反弹状态与工作介质物理特性之间的关系，验证了数值模拟结果的正确性和工作介质特征辨识方法的可行性。研究结果表明，不同物理特性的工作介质对应的交变气动冲击锤瞬态冲击特性也不同。因此，在交变气动冲击锤实际作业过程中，可根据其活塞的冲击反弹状态间接地预测或实时地辨识工作介质特

7、征。研究结论为进一步研究交变气动冲击锤以及同类型冲击机械的智能辨识和最优控制提供了一定的理论依据。关键词：气动冲击锤；模型；应力波；瞬态冲击特性IAbstractAsahandheldpneumaticimpactmachine,alternatingpneumaticimpacthammeriswidelyusedinengineering.Butcomparedwiththeresearchesdoneintogeneralmachinery,theexistingresearchonalternatingpneumatici

8、mpacthammerisinsufficient,especiallyonaspectsoftransientimpactdynamicperformanceandintelligentcontrol.Inviewofthis,thethesis