振动冲击在工程中应用非常广泛,例如冲击钻进机械、振动落砂机、振动筛等。振动冲击钻进机械在工程地质钻探、农田水井钻凿等工程施工中使用越来越广泛。目前国内外学者对振动冲击系统进行了大量研究,但对振动冲击系统中考虑钻进运动的研究较少。因此本论文在考虑这两种运动的基础上,根据工程中钻进机械钻进岩石的工作机理,建立了振动冲击钻进系统模型,分析其动力学特性。首先,考虑钻进过程中岩石的粘弹性和干摩擦,建立了一类单自由度振动冲击钻进系统,分析了系统的运动过程,得出了系统的运动微分方程。通过数值仿真,发现该系统在一定的参数下由周期运动发生倍周期分岔进入混沌运动。研究结果表明,系统在单周期运动时具有最大的钻进速度。该系统的钻进速度随着激励频率的增大呈现先增大后减小趋势。系统的钻进效率也与系统所受恒力与简谐激励振幅的比值有关,当恒力与简谐激励振幅的比值较低时,系统容易发生混沌运动,此时系统的钻进效率较低;当恒力约为简谐激励振幅的一半时,系统可以获得最大的钻进量;当这两者的比值趋近于1时,系统的钻进效率似乎为零。其次,建立了两自由度振动冲击钻进系统模型,通过数值模拟对系统进行了详细的动力学分析,研究了系统在不同控制参数下的运动特性及向混沌演化的过程。对于此系统,研究表明,激励频率对系统钻进量的影响很大,选择恰当的激励频率使系统处于单周期运动时,系统具有较大的钻进效率,在实际工程中应注意这种情况。在系统具有较高的钻进效率时,恒力与简谐激励振幅的比值与单自由度系统相比有些不同,这是由于额外的自由度导致了系统钻进效率和控制参数的变化。最后,基于振动学理论,根据实验装置简化出三自由度振动冲击钻进系统模型。通过数值仿真,分别以系统所受外激励频率、恒力和简谐激励振幅为分岔参数,得出系统的分岔图,并结合时间历程图、相图和Poincaré映射图对该系统进行了详细的动力学分析。分析发现高维系统的运动状态非常复杂,存在倍周期分岔、Hopf分岔、环面分岔、激变等多种分岔类型通向混沌运动的道路。本论文的研究结果可为机械优化设计提供有用的方案,使当前的钻进系统实现最佳效率。