·322. 北京科技大学学报 1995年No.4 求导得： dF/dt=K,·du/dt (6) 联立(4)、(6)式，并用差分法求解得： q(c)=[p(t)+(F(t-1)-p(t)-F。)W]/(1+W) (7) 1.4凿岩效率和凿岩速度 凿岩效率：n=WWa 式中，W=∫Fdu一K、Kz、K,曲线包围的面积；W一活塞的动能. 凿岩速度V=u/T=fu 式中，4-冲击1次的破碎深度；∫一冲击频率. 根据上述基础理论及数学模型，编制了计算程序，设计框图及程序见文献[3】.该程序的功能较 强，本文中主要用它来计算冲击过程中钎杆和活塞中各点的应力及其变化历程. 2应力波测试及结果分析 本实验采用TYYG-20型液 压凿岩机活塞与对应钎杆作了单 示波器 次冲击落锤实验，图2为测试原 超动态应变仪 波形存储器 AST-286 打印机 理框图.贴片位置分别在活塞中 稳压电源 位于离端面75mm处，钎杆中位 于离钎头1.4m处，钎杆总长为 1.8m. 岩石 图2测试原理框图 由于受试验台限制，活塞落 高只有1.8m,其冲击末速度v=5.94m/s,图3、图4就是在此速度下测得的，通过两图比 较可以看出活塞中的应力变化情况：活塞冲击纤杆时，首先产生一个很高峰值的压缩波 (+),然后经活塞后端的自由端反射，变成拉伸波（一）；拉伸波的应力幅值比压缩波 小.这主要是由于活塞通过撞击以应力波形式把能量传给了钎杆，再由钎杆传给岩石，一部分 能量被岩石吸收，另一部分能量被反射回钎杆；当反射能量传至撞击面时，变成拉伸波，使 200 纤杆中的测试结果 100 钎杆中的计算结果 60011200 180024003000 600 4200 -100 -200 t/us 图3钎杆中冲击力测试和计算结果比较北 京 科 技 大 学 学 报 1男5 年 N 6 . 4 、尹、产.. 获U7 矛 J ` `、 、了、 求导 得 : d F/ d t = 凡 · d u / d t 联立 ( 4) 、 ( 6) 式 , 并 用 差分法求解得 : q (T ) = [P (T ) + ( F 行一 l ) 一 P (T ) 一 F 。 ) W ] /( l + 哟 1 .4 凿岩效率和凿岩速度 凿岩效率 : 粉 = 州叭 式 中 , W = IdF u一 场 、 凡 、 K 3 曲线包围的 面积; 环伙 一 活 塞 的动能 . 凿岩速度 V = “ / T = fu 式 中 , u 一 冲击 1 次的破碎 深度 ; f 一 冲击频 率 . 根据上述基础理论及数学模型 , 编制 了计算程序 , 设计框图及程序 见文献【3] . 该程序的功能较 强 , 本文中主要 用 它来 计算冲 击过 程 中钎 杆 和活塞 中各 点的应力 及其变化 历程 . 2 应力 波测试及结 果分析 本实验 采用 T Y Y G 一 20 型 液 压凿 岩机活 塞 与对应钎 杆作 了单 次冲击落锤实验 , 图 2 为 测试 原 理 框 图 . 贴片位置分 别 在活 塞中 位于 离端 面 75 r n n。 处 , 钎杆 中位 于离 钎头 1 . 4 m 处 , 钎杆总 长 为 1 . 8 们l[ . 由于受试验 台 限制 , 活 塞落 目超动态应变仪 打 印机 . 稳压电源 岩宕 高 只有 1 . 8 .m 其冲 击末 速 度 v = .5 94 m s/ , 图 3 、 图 4 就 是 在 此 速 度 下 测 得 的 . 通 过 两 图 比 较可 以 看 出活 塞 中 的应力 变 化 情况 : 活 塞 冲 击钎 杆 时 , 首 先 产 生 一 个 很高 峰 值 的 压 缩 波 ( + ) , 然 后 经 活 塞 后 端 的 自 由端 反 射 , 变 成 拉伸波 ( 一 ) ; 拉 伸波 的应 力 幅 值 比 压 缩 波 小 . 这 主要 是 由于活 塞 通过撞 击 以应力波形式把能量传给 了钎杆 , 再 由钎杆传给岩石 , 一部分 能量 被岩石 吸收 , 另 一部 分能量 被反射 回钎 杆 ; 当反射 能量 传至撞 击面 时 , 变 成拉 伸波 , 使 一 100 琳 。。 之芝叭 一 20 0 图 3 钎 杆中冲击力测试 和计 算结果 比较