冲击机械动力学与反演设计PDF电子书下载

第1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 4

1.3.1　基本元件 4

1.3.2　冲击系统 6

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 9

1.4　冲击机械系统动力学研究的简单回顾 9

参考文献 12

第2章　波动力学理论与试验技术 13

2.1　一维弹性杆的波动力学 13

2.1.1　杆中纵波的控制方程 13

2.1.2　波动方程的解析解 15

2.2　波动力学数值分析方法 18

2.2.1　特征线法 19

2.2.2　透反射关系法 21

2.3　冲击机械系统波动力学试验技术 24

2.3.1　冲击试验装置 24

2.3.2　冲击波动力学试验原理 25

2.3.3　动态测试及数据处理系统 28

2.3.4　作用力-位移曲线的测试 30

2.3.5　Nicolet Odyssey动态信号采集和数据处理系统 33

参考文献 38

第3章 冲锤与杆撞击应力波及其传播研究 40

3.1　等截面冲锤与杆撞击应力波 40

3.1.1　撞击应力波波形函数 40

3.1.2　应力波波形特征分析 42

3.2　冲锤与杆撞击局部变形力学模型 44

3.2.1　线性模型的物理意义 44

3.2.2　撞击弹簧刚度 46

3.3　冲锤与杆间接撞击应力波 48

3.3.1　等截面冲锤 48

3.3.2　刚性冲锤 50

3.4　截面连续变化冲锤与杆撞击的特征线数值计算法 52

3.4.1　数学模型 52

3.4.2　特征线计算方法 53

3.4.3　数值计算程序 55

3.4.4　数值计算结果分析 56

3.5　应力波通过非弹性杆元件的传播 57

参考文献 63

第4章　冲击系统波动力学分析 65

4.1　一元冲击系统的波动力学分析 65

4.1.1　系统的动力学方程 65

4.1.2　塑性介质下的系统动力学分析 67

4.1.3　弹性介质下的系统动力学分析 69

4.1.4　工程应用 70

4.2　二元冲击系统的波动力学分析 71

4.2.1　系统的动力学方程 71

4.2.2　黏塑性介质下的系统动力学分析 72

4.2.3　黏弹性介质下的系统动力学分析 74

4.2.4　工程应用 75

4.3　带弹簧的二元冲击系统波动力学分析 77

4.3.1　塑性介质下的系统动力学分析 77

4.3.2　弹性介质下的系统动力学分析 78

4.3.3　工程应用 79

4.4　冲击系统冲锤回弹的波动力学分析 80

4.4.1　冲锤与杆撞击回弹定性分析 80

4.4.2　冲锤回弹速度计算 81

4.4.3　讨论 84

参考文献 85

第5章　冲击机械系统动态数值模拟 86

5.1　冲击机械系统数值模拟方法 86

5.1.1　数值模拟原理 86

5.1.2　数值模拟程序 91

5.1.3　试验验证与分析 91

5.2　YYG90液压凿岩机数值模拟 94

5.2.1　冲击系统模型及其参数 94

5.2.2　模拟结果及分析 95

5.2.3　YYG90A液压凿岩机冲击活塞的改进 97

5.3　D12筒式柴油打桩锤数值模拟研究 99

5.3.1　冲击系统模型及其参数 99

5.3.2　模拟结果及讨论 100

参考文献 102

第6章　反演设计研究进展 103

6.1　引言 103

6.2　反问题的数学描述 104

6.3　反演设计问题 105

6.3.1　反演设计的提法 105

6.3.2　反演设计基本特征 108

6.3.3　反演设计方法 111

6.4　反演设计发展概况 112

参考文献 114

第7章　冲锤应力波反演设计方法及应用 116

7.1　冲锤应力波反演设计方法 116

7.1.1　冲锤与等截面杆撞击数学模型 116

7.1.2　反演计算方法 118

7.1.3　冲锤与变截面杆撞击反演设计 119

7.1.4　反演设计程序 122

7.2　理想应力波和冲锤最优形状研究 122

7.2.1　理想应力波波形 122

7.2.2　冲锤的合理形状 125

7.3　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 126

7.3.1　理论分析 127

7.3.2　冲锤反演设计 128

7.3.3　小直径SHPB试验机及其试验结果 128

7.3.4　大直径SHPB试验机及其实验结果 130

参考文献 131

第8章　应力波传播部件反演设计 133

8.1　部件波传播矩阵方程 133

8.1.1　波动状态向量 133

8.1.2　单元的波传播方程 134

8.1.3　部件的波传递矩阵 135

8.2　等透射率部件的动态反演设计原理 137

8.2.1　透射率和反射率定义 137

8.2.2　部件设计反演策略 137

8.3　等透射率部件动态反演设计程序与应用 139

8.3.1　反演设计程序 139

8.3.2　反演设计示例 140

8.4　反演解的分布和误差分析 143

参考文献 145

第9章　系统冲击激励宜人化反演设计 146

9.1　引言 146

9.2　提升机绳系激励反演设计 146

9.2.1　关于宜人化冲击激励的确定 146

9.2.2　由绳系响应计算激励的反演设计方法 147

9.2.3　宜人化激励加速度的反演设计与分析 149

9.3　车辆道路线形反演设计 152

9.3.1　缓和竖曲线 152

9.3.2　车辆动力学模型 154

9.3.3　宜人化动力学评价指标 154

9.3.4　反演设计结果 155

参考文献 156

第10章　冲击部件的强度设计 157

10.1　冲击部件的受力与失效分析 157

10.1.1　受力分析 157

10.1.2　失效形式分析 161

10.2　冲击部件的应力谱 164

10.2.1　理论应力谱 164

10.2.2　实测应力谱 164

10.2.3　讨论 165

10.3　冲击部件强度设计方法 167

10.3.1　疲劳强度校核 167

10.3.2　可靠性设计 169

10.4　冲击部件疲劳寿命估算 171

10.4.1　高应力低循环次数下的疲劳寿命估算 171

10.4.2　低应力高循环次数下的疲劳寿命估算 172

10.4.3　疲劳裂纹扩展寿命估算 173

10.5　延长冲击部件使用寿命的途径 175

参考文献 176

第11章　环境友好型全水压冲击凿岩机 178

11.1　环境友好型全水压凿岩机 178

11.1.1　全水压凿岩机冲击器工作原理和结构 179

11.1.2　全水压凿岩机机头转钎原理和结构 180

11.1.3　全水压凿岩机支撑推进原理和支腿结构 181

11.2　环境友好型全水压支腿式凿岩机设计 182

11.2.1　冲击凿岩机动力学融合概念设计 182

11.2.2　冲击凿岩机动力学融合设计公式 184

11.2.3　冲击凿岩机参数设计计算 186

11.2.4　全水压凿岩机动力学数值模拟 192

11.3　环境友好型全水压凿岩机特殊设计与工艺 194

11.3.1　水介质的特点和存在的问题 194

11.3.2　全水压凿岩机密封设计 195

11.3.3　全水压凿岩机防腐耐磨设计与处理工艺 197

参考文献 198