随着我国大中城市的快速发展,高层建筑越来越多,因地震而引发城市直下式坍塌灾害的可能性也越来越大。为了应对该类危急,中国地震应急搜救中心提出了发展低扰动破拆救援装备的技术需求。为此,本文在课题组前期开发的低噪声特种破拆救援装备的基础上,提出了一种用于在钢筋混凝土墙上加工救援或逃生通道的低扰动扭振薄壁钻,并对其加工性能进行了仿真和实验研究。本文的主要工作包括如下三个方面。一、以课题组研发的两自由度操作平台为基础,利用双电机自同步原理完成了扭振薄壁钻的原理样机设计,对关键零件进行了有限元分析并加以改进以满足系统工作频率的要求,对三相异步电动机进行了选型计算。二、通过理论建模计算,对双电机满足自同步的条件进行了分析,并用样机进行了验证,发现只有当电机转速高于某一速度(对应30Hz)之后,才能实现同步。此区域恰与惯性激振(激振频率大约为系统固有频率的3~5倍)的工作频段一致。三、分别利用ADAMS多体动力学软件和LMS振动测试系统对样机进行了虚拟仿真与实验研究,进一步确定了系统在工作范围内,能够提供设计要求的扭转振动切削。对比仿真分析与实验测试的结果,分析两者基本吻合。