5.1.4　仿真结果分析

由图5.3破岩结果应力云图可知，钻头在回转－冲击载荷作用下确实对岩石造成了破碎，且形成了比较规则的破碎孔，并且形成了比较明显的应力集中，卸荷效果明显。同时，通过提取仿真过程钻头破岩深度变化曲线及破岩能耗曲线，可以从破岩位移及破岩能耗角度对岩石的冲击性能进行评价，如图5.4和图5.5所示。

分析图5.4钻头破岩深度变化曲线，在开始破碎阶段，钻头破岩深度迅速增大，此阶段钻头的第一排齿先跟岩石接触，且在外载荷作用下快速侵入岩石内部，在作用到0.2 s左右时，钻头破岩深度增长幅度明显降低，可知，在此阶段整个钻头部分与岩石发生接触，钻头速度急剧下降，但在轴推力作用下，钻头与岩石接触部分基本没有发生分离，破岩深度仍在增加。等到0.5s左右时，破岩过程进入第三阶段，钻头以较为稳定的破岩速度对岩石进行破碎。根据图5.5破岩过程能量消耗变化曲线可知，随着钻头不断深入岩石，系统能量消耗也在不断增加。整个破岩过程与实际中液压凿岩机钻孔过程基本吻合，且数值模拟的钻进速度也符合实际钻进速度范围。

图5.3　破岩结果应力云图

图5.4　钻头破岩深度变化曲线

图5.5　钻头破岩能耗变化曲线

本文中结合位移曲线和能耗曲线，通过分析钻头深度变化曲线，选取破岩过程中曲线比较平稳阶段具体数据，来计算单位深度能量消耗值，以钻头钻进单位深度消耗能量值来评价冲击模型破岩效果情况，如该工况下单位深度破岩能耗值为206.73 J/mm。