两个可变形结构相互碰撞的动力学模型
现实生活中和工程中发生的碰撞都是可变形体之间的碰撞,例如汽车相撞,车与护栏的碰撞,管道的甩动引起的另一管道的碰撞.然而长期以来结构冲击动力学研究都只局限于讨论单一物体在给定脉冲载荷作用下或者在刚性体撞击下的动力响应.本文在总结前人工作的基础上,对两根梁相互碰撞的动力行为作了初步研究.在碰撞过程中,结构所携带的动能将会部分或全部被塑性变形耗散.本文着重讨论了耗散能量在两个结构上的分配规律,同时检验各种原先应用于单个结构的动力学模型在新问题下的适用性.作为最简单的两个结构相碰撞的例子,本文首先研究了一根横向运动的自由梁撞击到一根悬臂梁的自由端后,两根梁的动力响应以及最终耗散的塑性能在两根梁上的分配.在理想刚塑性和理想塑性两种材料假设下,分别采用刚塑性完全解,刚塑性模态解,弹塑性模态解和弹塑性有限元程序(ABAQUS)对该问题作了分析.对各种方法得出的能量分配情况的对比表明,这些方法可以应用到两个可变形的碰撞问题上,并且都指出较弱的结构会耗散较多的塑性能.碰撞问题的典型特点是接触区的初始速度间断.所以研究相互碰撞的结构的动力响应首先要处理这种间断性,即在接触区建立适当的局部模型来描述相互碰撞的结构之间是如何相互作用.因此本文讨论了几种局部模型对能量分配的影响.结果表明采用不同的局部模型虽然得到不同的局部能量耗散,但对整体的能量分配情况影响很小.
碰撞 刚塑性 弹塑性 局部变形 可变形结构 冲击动力学
余同希 阮海辉
香港科技大学机械工程系
国内会议
大连
中文
769-784
2002-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）