机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (3): 420-434.doi: 10.3901/JME.260095
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马威1,2, 王阔3, 张健3, 姜鑫4, 吴文章2
MA Wei1,2, WANG Kuo3, ZHANG Jian3, JIANG Xin4, WU Wenzhang2
摘要: 介绍了液压凿岩机的结构。结合非线性岩石模型,将凿岩机钻进岩石的过程,建立四自由度力学和数学模型。研究了粘滞和非粘滞模式,解释了这两种运动类型之间的差异。将液压作用力的角频率、振幅和垂直偏移量作为控制参数,进行了单参数延拓分析,发现了倍周期分岔、鞍结分岔和环面分岔。介绍了液压凿岩机钻凿岩石的数据采集系统,比较了模型和实验测得的液压作用力、活塞位移和活塞速度。结果表明,为了使凿岩机工作在周期-1轨迹,应该选择角频率的范围为2.09 < ω < 5.327,振幅的范围为0.012 < a < 0.746和0.005 < a < 1,垂直偏移量的范围为0.093 < b < 0.25。实验和模型的液压作用力具有相同的运行趋势,模型的活塞位移和速度大致位于“实验均值±标准差”的范围内,模型较好地模拟了实验结果。
中图分类号: