【摘要】： 沖擊是工程中廣泛存在的現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)的碰撞與沖擊問(wèn)題是較復(fù)雜的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題,特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的碰撞特性與沖擊力及應(yīng)力的測(cè)量與分析一直是難點(diǎn)問(wèn)題。 本文主要運(yùn)用顯式有限元數(shù)值計(jì)算的方法研究了含彈性元件機(jī)械系統(tǒng)碰撞與沖擊時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)特性。主要研究工作如下: 首先綜述了圓柱螺旋彈簧的研究現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)沖擊與接觸碰撞等相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。理論分析了圓柱螺旋彈簧的受力與變形關(guān)系,并針對(duì)理論公式不能求解的大螺旋角彈簧剛度問(wèn)題,探討了一種用有限元軟件進(jìn)行求解的方法,建立了有限元模型并對(duì)其剛度進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)合材料力學(xué)和圓柱螺旋彈簧的相關(guān)理論,研究了預(yù)應(yīng)力圓柱螺旋彈簧彎曲彈性特性,導(dǎo)出了該種彈簧在受到彎矩作用時(shí)彈簧彎曲角度的計(jì)算公式,參考靜力試驗(yàn)結(jié)果,優(yōu)化了理論公式中相關(guān)參數(shù),并建立了彈簧的等效模型。 建立了系統(tǒng)碰撞與沖擊分析的有限元模型,研究了只含預(yù)應(yīng)力彈簧的系統(tǒng)的低速碰撞響應(yīng)以及含兩個(gè)彈簧的系統(tǒng)在高速?zèng)_擊時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)特性,得到了系統(tǒng)分別與剛性體和彈塑性體碰撞時(shí)系統(tǒng)接觸力、位移、速度、加速度響應(yīng)以及能量轉(zhuǎn)換特性。從碰撞過(guò)程持續(xù)時(shí)間、碰撞發(fā)生后系統(tǒng)的位移、速度、加速度以及能量變化等方面對(duì)系統(tǒng)與剛性體和彈塑性體碰撞特性進(jìn)行了研究,研究表明導(dǎo)致系統(tǒng)破壞的主要因素有沖擊速度,沖擊體材料、質(zhì)量,系統(tǒng)承受部件的結(jié)構(gòu)尺寸及材料特性等。 通過(guò)本文的研究發(fā)現(xiàn),采用顯式有限元數(shù)值求解技術(shù)求解接觸—碰撞這樣的高度非線性問(wèn)題,不但計(jì)算效率高,而且還可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有積極的指導(dǎo)作用。同時(shí),本文的研究結(jié)論對(duì)今后相關(guān)領(lǐng)域的研究也具有重要的參考價(jià)值。
【圖文】：

位的換算(在本章中使用Kg一mm一ms制)。本文所用的彈簧材料為普通彈簧鋼，材料密度為 7.5X10，Kg/mm，，彈性模量為21oGPa，泊桑比為0.25，建好后的彈簧實(shí)體模型和有限元模型如圖3一2所示。圖3一2彈簧實(shí)體模型和有限兀模型

/幸/ 0lee一七一--一‘--- 001020304050607彎曲角度(rad)圖3一5彈簧受彎矩時(shí)彎矩大小與彎曲角度的關(guān)系改變加在彈簧頂端力偶矩(力矩)的大小，可得出在不同力偶矩(力矩)作用下彈簧頂端中心點(diǎn)x和y方向的位移，，即可得出彎曲角度隨力偶矩變化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH135.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李鴻飛;自動(dòng)化彈庫(kù)接口技術(shù)及碰撞動(dòng)力特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2687119