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质量比对柔性构件次碰撞现象的影响

李锋 戚晓利

李锋, 戚晓利. 质量比对柔性构件次碰撞现象的影响[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(8): 1199-1205. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180284
引用本文: 李锋, 戚晓利. 质量比对柔性构件次碰撞现象的影响[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(8): 1199-1205. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180284
Li Feng, Qi Xiaoli. Influence of Mass Ratio on Sub-impact of Flexible Links[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(8): 1199-1205. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180284
Citation: Li Feng, Qi Xiaoli. Influence of Mass Ratio on Sub-impact of Flexible Links[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(8): 1199-1205. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180284

质量比对柔性构件次碰撞现象的影响

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180284
基金项目: 

安徽省自然科学基金面上项目 1808085ME152

国家自然科学基金面上项目 11372138

详细信息
    作者简介:

    李锋(1989-), 助教, 硕士, 研究方向为机械动力学中的碰撞问题, lifeng132019@163.com

    通讯作者:

    戚晓利, 副教授, 硕士生导师, 博士, qxllfyx@163.com

  • 中图分类号: TH113

Influence of Mass Ratio on Sub-impact of Flexible Links

  • 摘要: 为了深入研究质量比和碰撞相对速度对柔性构件次碰撞现象的影响,搭建了球与柔性梁碰撞的试验模型。通过设计4种碰撞试验组合,并建立与试验结构尺寸1:1的有限元模型,对球-梁的次碰撞诱因展开了讨论。研究表明,有限元仿真方法可以准确的模拟次碰撞试验过程。试验结果如下:1)如果质量比不合适,碰撞相对速度的改变不会激发次碰撞现象;2)质量比处于激发次碰撞现象的临界值时,碰撞相对速度的改变将直接影响后续次碰撞的次数和形式。研究表明,质量比对激发次碰撞行为起到主导作用,该结果可作为控制柔性构件次碰撞次数的参考。
  • 图  1  次碰撞试验的测试系统

    图  2  次碰撞的试验现场

    图  3  试验结果示意图

    图  4  试验结构的有限元模型

    图  5  接触区域的网格划分

    图  6  阻尼的影响

    图  7  仿真结果示意图

    图  8  不同下落高度中位移和碰撞时刻的试验与仿真对比

    图  9  次碰撞模型的简化

    图  10  不同试验组合中次碰撞次数的试验结果

    图  11  质量比ψ不同时的次碰撞行为

    图  12  质量比ψ=20时不同速度情况下的位移响应

    图  13  质量比ψ=8时不同速度情况下的位移响应

    表  1  钢球的参数

    直径/mm 材质 屈服强度/MPa 弹性模量/GPa
    15, 30, 45 GCr15 2 555 208
    下载: 导出CSV

    表  2  试验梁的参数

    尺寸/mm 材质 屈服强度/MPa 弹性模量/GPa
    840×60×12840×60×12 1 060Q235A 35235 70210
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-09
  • 刊出日期:  2019-08-05

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