通过干摩擦模型预测冲击钻探的穿透率[外文翻译].doc

附C：

通过干摩擦模型预测冲击钻探的穿透率

Anton M. Krivtsov and Marian Wiercigroch
苏联圣彼得堡州立技术大学机械理论部，Politechnicheskaya 街29，195251，

摘要
我们提出了一个摩擦机制冲击钻探动态模型，这个模型解释了在实验中观察到的穿透率下降的现象，建立了一个具有非连续冲击过程固有非线性的摩擦副模型，它能产生接近实际的冲击力曲线。尽管它是一个非常基本的简化假设，但这个模型得出的在较高静态载荷条件下材料去除率下降量的结果与实际结果相吻合。

文章概述
1.引言
2.干摩擦模型
3.固定式运动进给
4.结果与讨论
5.结论
鸣谢
参考文献

1.引言
实验人员在冲击研究中遇到的一个 有意思的现象那就是在较高静态载荷下穿透率下降，这为制造领域和潜孔冲击领域的人士所共知。在制造业中，例如就转台式超声波机器（RUM）而言，在高静态载荷下，材料去除率(MRR)饱和或下降；在潜孔作业中遇到坚硬层，增加钻头重量并不能提高穿透率，，在这篇文章中，我们将只考虑转台式超声波钻床，引文我们在这个领域已有充足的经验。
镶有金刚石的RUM或工具被认为是加工陶瓷的最高效率的一种机械加工方法之一。实验结果表明在相同条件下RUM制造加工率几乎是传统磨削过程的6-10倍还多。自从由英国的UKAEA 和HARWLL引入RUM以来，人们做了很多实验性研究来观察各种工况对RUM效率的影响。对各种不同的材料包括玻璃，瓷，纯铁，铝和氧化号进行了实验。可以看出，实验数据的增加要求要有一个能很好的解释这一现象的理论模型。人们提出了几个全面的预测超声波机器材料去除率的分析模型，但所有的这些模型主要考虑的是超声波钻井的静态因素，却忽略了钻进过程的动态因素，结果许多明显RUM动态特征例如静态载荷下MRR减少值很大业很有可能没考虑到。SAHA等得出了与实验结果很符合的结论，它甚至可以解释在较高静态载荷下MRR的减少现象，但主要是在经验主义上得出的结论。第一个RUM过程的动态模型是由WIERCIGROCH等提出的。它用三个自由度的冲击模型来仿真超声波钻井的主要原理。这个模型可以解释MRR的下降问题，而且不需要任何假设，可以作为系统动力学的一个直接推论。但是这个模型不能用在钻头的进给运动中，并且会因此导致理论的MRR图标被间接成不均匀表格。它是一个简单的动力学模型，只考虑与励磁动力学有关的基本特征和工具传播。我们现在考虑的就是这个模型。假设钻进阻力根据干摩擦原理建模的话，这个模型考察的就是动力振幅和静力对MRR的影响。尽管它很假单，但这个模型能够解释更高静态载荷下MRR会减少的现象。