液压破碎锤冲击过程是一个典型的二元冲击系统，活塞不是直接撞击工作介质，而是通过弹性杆将能量传递给工作介质。当活塞以一定的冲击末速度撞击钎尾，并将若干能量以应力波形式和一定的波速，由钎柄沿着钎杆向钎头方向传播。物理实质是将一长时间作用的力转化为一脉冲力，这一脉冲力可在瞬时提供足够高的应力幅值，用来破碎岩石。钎杆作为能量传递的器具，受力状况尤为恶劣，常出现早期强度不足和疲劳断裂等不同原因的 失效。
工兵破碎锤
本文利用有限元软件SolidWorks Simulation对一型号钎杆建 立了有限元模型，在对其静力学分析的基础上进行结构优化和疲 劳分析，确定出合理的几何参数和寿命周期，设计的结果为液压 锤合理匹配钎杆提供依据。
一、结构及工况简介
1.有限元模型
静态研究阶段所关注的重点是零件所承受的最大应力和设计 安全系数。在SolidWorks软件状态下，启动SolidWorks Simulation 程序，建立静态研究算例，并设置结算器为Direct sparse，按工 况要求添加材质、约束及压力，并进行网格化分。为了保证计算的精确度，本文中采用四面体网格，网格的大小为9.449mm，共计
50,149个单元。运行静态分析模块，获得钎杆的应力、设计安全 系数，如图2所示。由图2可知钎杆承受最大应力为284M P a，小于 材料的屈服强度;设计最小安全系数为3.27，满足设计要求。
2.初始结构
钎杆初始结构尺寸如图l所示，所选用的材料是42Cr Mo，其主要参数性能为：弹性模量E=212G Pa，泊松比u=0.28，屈服强度σs=930MPa。
3.工况及设计要求
由于液压锤的活塞和钎杆都属于大尺寸结构件，尺寸愈大的构件其发生微裂纹扩展的概率愈大，根据疲劳强度统计理论，在强度校核中应考虑尺寸影响系数，算出当量应力值。尺寸影响系数为：式中——构件直径比;n ——材料常数。考虑尺寸影响的当量应力值经计算
由于钎杆在使用过程中，会出现不同的使用工况，本文只对钎杆在垂直于工作对象的状态下进行静力学分析，所以要求在工作时承受应力不得 超过许用应力320MPa，安全系数大于等于3。此外，在满足强度的前提下，获得最优结构尺寸和重量，以满足经济性的设计要求。