本文在分析研究国内、外非开挖施工技术和设备的基础上，选择在国内仍处于开发阶段，设计理论极不成熟，而在非开挖铺管施工中最有效、最经济的施工设备——气动冲击锤作为研究对象，运用计算机仿真技术对其进行了研究，主要内容如下： 1．通过对已有气动冲击设备方案及国外冲击锤结构的分析研究，结合冲击锤的实际工作条件，提出了结构简单、高效的冲击锤设计方案，并对其工作机理进行了定性的研究。 2．在对冲击锤工作机理进行分析研究的基础上，把冲击锤和为其提供动力的空压机作为一个系统，运用动力学和气体动力学的原理对冲击锤内部气体动特性进行了定量分析，对对冲击锤性能有较大影响的阀孔过渡过程及进、排气通路对气腔内气体动特性的影响进行了探索研究，建立了气腔中气体质量的变化和结构参数之间的关系及气腔中气体压力和气体质量之间的关系，从而把冲击锤的性能参数和其结构参数、空压机的额定压力和排汽量、输气管路特性用数学公式的形式联系在一起，建立了冲击锤内部动力过程的数学模型。 3．运用计算机仿真技术对冲击锤的内部动力过程进行了仿真研究，得出了冲击锤内部动力过程数学模型数值解的计算方法。并对影响冲击锤性能的各个因素进行了详细的仿真分析，探明了各影响因素和冲击锤性能之间的关系。 4．利用仿真研究的结果，运用优化设计理论对冲击锤进行了优化设计的研究，得出了冲击锤的优化设计方法。 5．综合仿真和优化设计的研究，运用VISUALBSIC语言编制了具有可视化界面的冲击锤计算机辅助设计程序，为冲击锤的研究和设计提供了一套精确、方便的设计方法。 6．简要介绍了冲击锤的工程实例。