杆件与倾斜平面弹塑性接触冲击动力学建模与分析

发布时间：2021-09-17 02:52

　　针对垂直杆件冲击倾斜固体平面的弹塑性接触冲击问题,建立了杆件动力学方程和接触冲击各阶段瞬时接触力计算模型,系统地探讨和研究了运动参数和接触力变化规律;采用ODE45函数分析了杆件动能、接触点位置和速度、杆件角度和角速度等时变规律,恢复系数和永久变形与初始冲击速度关系,接触力与接触变形关系。研究结果表明:初始坠落高度越大,接触冲击时间越短且恢复反弹现象越明显;随初始坠落高度的增大,接触力与接触变形曲线呈相同变化趋势,但永久变形更接近于最大变形。开展了末端圆形杆件以不同初始坠落高度垂直冲击45°倾斜固体平面的试验研究,再结合已公开文献中恢复系数和永久变形的正冲击试验数据进行对比分析,结果表明,仿真与试验结果基本吻合,验证了所建模型的正确性。 

【文章来源】：中国机械工程. 2020,31(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

接触冲击过程中杆件角度随时间变化曲线

接触冲击过程中杆件角速度随时间变化曲线

其中,vEf、vEb分别为杆件接触点E冲击前后的速度向量。需要说明的是:由于被冲击物体为大质量固体平面,故其冲击前后的速度可认为是零。图8所示为恢复系数与初始冲击速度的函数关系。可以看出,随初始冲击速度vi的增大,恢复系数e呈递减趋势,其曲线斜率随初始冲击速度的增大而减小;当vi>3.25 m/s时,e≈0.227 4,恢复系数基本趋于稳定且其平均绝对误差为0.006 5,最大相对误差为5.3%,平均相对误差为2.84%。同时,恢复系数也可间接反映出巴氏合金易变形的特性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字图像处理方法的弹塑性倾斜接触冲击动力学试验与数值分析[J]. 王尧,孟文俊,项丹,李淑君.  机械工程学报. 2019(01)



本文编号：3397814