發(fā)布時間：2021-07-24 09:36

　　物體碰撞廣泛存在于自然界和工程領(lǐng)域中,掌握物體碰撞局部的撞擊載荷特征是碰撞利用和物體/產(chǎn)品安全防護(hù)設(shè)計、響應(yīng)分析與評估的基礎(chǔ)和前提,目前缺乏對物體碰撞局部的撞擊載荷特征的系統(tǒng)分析和總結(jié)。本文主要面向碰撞物質(zhì)相互不穿透、固體材料不發(fā)生相變的物體中低速碰撞中的剛-柔碰撞和柔性體受含間隙的彈性約束碰撞兩類碰撞問題,系統(tǒng)分析其碰撞局部的撞擊載荷特征。對于剛-柔碰撞問題,與多體碰撞動力學(xué)的離散化建模和連續(xù)接觸力建模兩大類建模方法不同,而是融合兩類建模方法的優(yōu)勢、規(guī)避其不足,從唯象的角度凝練剛-柔碰撞問題的共性和主要矛盾,基于柔性體碰撞局部變形行為和柔性體結(jié)構(gòu)特性,分別將其唯象地表征為不同的力-位移關(guān)系來建立系統(tǒng)的離散簡化動力學(xué)模型,既反映剛-柔碰撞的本質(zhì)和典型特征,又可大幅提升分析效率。然后基于唯象簡化動力學(xué)模型,高效、系統(tǒng)地分析了柔性體碰撞局部變形性能和柔性體結(jié)構(gòu)剛度效應(yīng)對撞擊局部的載荷譜形、峰值、脈寬、沖量及其所做功等特征參數(shù)的影響規(guī)律,獲得了剛體碰撞柔性體撞擊局部的載荷特征,并采用有限元方法對此建模思想和分析結(jié)果的正確性進(jìn)行了初步的定性驗證。分析表明,在柔性體結(jié)構(gòu)剛度和碰撞局部變形剛度都較... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１本文總體研宄思路??

素主要有剛體的質(zhì)量與速度（動量或動能）、柔性體被碰撞部位局部區(qū)域的幾何與材料特??性引起的變形性能等。對于此問題，將柔性體被撞擊局部的變形行為表征為彈簧力－位移??關(guān)系建立系統(tǒng)的概念模型。抽象的概念模型如圖２．１所示，圖中叫為剛體的質(zhì)量，其碰??撞初始速度為ｖ，，＆為剛體碰撞柔性體后的位移；ｍ２為被撞擊柔性體的質(zhì)量，ｘ２為柔性??體被碰撞后的位移，剛?cè)崤鲎簿植课ㄏ罅Γ灰脐P(guān)系為（設(shè)剛?cè)崤鲎蚕鄬ξ灰茷??Ａｘ?＝?ｘ｝－ｘ２）〇??Ｖｊ?！?＼?＾２??—＾?＾?ｉ?：＜－?＞：?ｉ??ｒｉｍ）?Ｍｋ?＾?＾?ｍ??—?／?／?／／?／?／／?／／／／／／／??碰撞局部唯象??力－位移關(guān)系??圖２．１剛體撞擊自由柔性體簡化的抽象模型示意圖??基于Ｎｅｗｔｏｎ第二和第三定律，可得到系統(tǒng)的動力學(xué)模型：??９??

不同時間步長對計算結(jié)果收斂性和精度的影響，采取了各模型合適的計算時間步長以排??除計算誤差的影響。例如，對于局部突變模型，不同計算時間步長對撞擊局部載荷峰值??的影響如圖２．２所示。綜合考慮計算精度后本文選取時間步長Ａ／為１０、進(jìn)行數(shù)值計算。??１〇〇〇，——，?「局部剛度，力峰氣?，???ｌＯＯＯＯ＾．Ｑ＾Ｑ＾Ｑ－Ｑ?Ｇ?Ｏ－ｉｙＯ?Ｏ?〇?＾??９９９．５?，?＼?；?＇?／＊，?－；?１??．１?？?＾?，?｜?１?Ｉ??多?？?！?＇／?＊?＊！?？、?？??銩?９９９?．?１?ｙ?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3300402