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第一章 绪论1

1.1 冲击机械概述1

1.2 古典碰撞理论的局限性3

1.3 波动力学分析的力学模型5

1.3.1 基本元件5

1.3.2 冲击系统7

1.3.3 工作介质的动力学特性8

1.3.4 冲击机械系统的性能指标12

1.4 冲击机械系统动力学研究的简单回顾12

参考文献16

2.1.1 杆中纵波的控制方程17

2.1 一维弹性杆的波动力学17

第二章 波动力学理论与试验技术17

2.1.2 波动方程的解析解20

2.2 波动力学数值分析方法24

2.2.1 特征线法24

2.2.2 透反射关系法28

2.3 冲击机械系统波动力学试验技术31

2.3.1 冲击试验装置32

2.3.2 冲击波动力学试验原理35

2.3.3 测试及数据处理系统38

2.3.4 力-位移曲线的测试42

参考文献45

3.1 等截面冲锤与杆撞击应力波46

3.1.1 撞击应力波波形函数46

第三章 冲锤与杆撞击的应力波及其传播研究46

3.1.2 应力波波形特征分析48

3.2 冲锤与杆撞击局部变形力学模型51

3.2.1 线性模型的物理意义52

3.2.2 撞击弹簧刚度54

3.3 冲锤与杆间接撞击应力波56

3.3.1 等截面冲锤57

3.3.2 刚性冲锤59

3.4 截面连续变化冲锤与杆撞击的特征线数值计算法62

3.4.1 数学模型62

3.4.2 特征线计算方法63

3.4.3 数值计算程序66

3.4.4 数值计算结果分析67

3.5 应力波通过非弹性杆元件的传播69

参考文献76

第四章 冲击系统的波动力学分析77

4.1 一元冲击系统的波动力学分析77

4.1.1 系统的动力学方程77

4.1.2 塑性介质下的系统动力学分析80

4.1.3 弹性介质下的系统动力学分析81

4.1.4 工程应用83

4.2 二元冲击系统的波动力学分析84

4.2.1 系统的动力学方程85

4.2.2 粘塑性介质下的系统动力学分析86

4.2.3 粘弹性介质下的系统动力学分析88

4.2.4 工程应用89

4.3 带弹簧的二元冲击系统波动力学分析91

4.3.1 塑性介质下的系统动力学分析92

4.3.2 弹性介质下的系统动力学分析93

4.3.3 工程应用94

4.4 冲击系统冲锤回弹的波动力学分析95

4.4.1 冲锤与杆撞击回弹定性分析96

4.4.2 冲锤回弹速度计算97

4.4.3 讨论102

参考文献103

第五章 冲击机械系统的动态数值模拟104

5.1 冲击机械系统的数值模拟方法104

5.1.1 数值模拟原理104

5.1.2 数值模拟程序110

5.1.3 试验验证与分析112

5.2 YYG90液压凿岩机数值模拟研究114

5.2.1 冲击系统模型及其参数114

5.2.2 模拟结果及分析115

5.2.3 YYG90A液压凿岩机冲击活塞的改进119

5.3 D12筒式柴油打桩锤数值模拟研究120

5.3.1 冲击系统模型及其参数120

5.3.2 模拟结果及讨论122

参考文献125

第六章 冲锤应力波反演设计方法及应用126

6.1 冲锤应力波反演设计方法126

6.1.1 冲锤与杆撞击的数学模型126

6.1.2 反演计算方法128

6.1.4 关于反演设计的讨论131

6.1.3 反演设计程序131

6.2 理想应力波和冲锤最优形状研究134

6.2.1 理想应力波波形135

6.2.2 冲锤的合理形状138

6.3 岩石动态性能测试中的合理加载应力波波形及冲锤形状研究140

6.3.1 理论分析141

6.3.2 冲锤反演设计142

6.3.3 试验结果144

参考文献145

第七章 冲击部件的强度设计147

7.1 冲击部件的受力与失效分析147

7.1.1 受力分析147

7.1.2 失效形式分析152

7.2.1 理论应力谱156

7.2 冲击部件的应力谱156

7.2.2 实测应力谱157

7.2.3 讨论157

7.3 冲击部件强度设计方法160

7.3.1 疲劳强度校核160

7.3.2 可靠性设计162

7.4 冲击部件疲劳寿命估算165

7.4.1 高应力低循环次数下的疲劳寿命估算165

7.4.2 低应力高循环次数下的疲劳寿命估算167

7.4.3 疲劳裂纹扩展寿命估算168

7.5 延长冲击部件使用寿命的途径170

参考文献172

致谢174