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基于能量恢复系数的多刚体系统的摩擦碰撞
  • ISSN号:0479-8023
  • 期刊名称:《北京大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O313.4[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]同济大学航空航天与力学学院,上海200092, [2]山东科技大学理学院,山东青岛266510, [3]北京大学工学院力学与空天技术系,北京100871
  • 相关基金:国家杰出青年基金(10625211),国家自然科学基金(10472083)山东科技大学科学发展基金(05g017)资助项目
中文摘要:

研究了多刚体系统的摩擦碰撞问题。一般的法向弹塑性力与位移的关系被直接引人到多刚体系统的计算中,同时考虑了碰撞中滑动模式的变化。在现存的文献中,常通过求解微分方程来解决该问题,但因碰撞时间同碰撞力不在同一个量级上,这就导致计算步长的选择十分困难,而且Amontons-Coulomb摩擦定律的不光滑性导致了在搜索粘滞状态与滑动状态的非光滑点的困难。代替通常的解微分方程的方法,以能量恢复系数作为桥梁,通过代数的方法得到碰撞前后系统状态。其主要优点在于既避免了能量的不协调性,又比微分方法简单。

英文摘要:

The frictional collision of multi-rigid-body systems is studied. General normal elastic-plastic force-displacement relationship is directly introduced in the calculation of multi-rigid-body systems, and slip-stick and slip-reversal at the contact point are considered. In existing literatures, the differential method is often used to solve this problem. But due to the much shorter collision time and the much larger force, the choice of calculating step becomes very difficult. Moreover, the non-smoothness of Amontons-Coulomb frictional law leads to the difficulties in finding non-smooth point between sticking and sliding states. Instead of returning to the calculation of differential equation, algebraic method to calculate the states after collision is applied. By the bridge of energetic coefficient of restitution and keeping the traditional approximate assumptions of impact, the dynamic state after the collision can be obtained according to initial conditions before the impact and geometry properties of the system, which energetic coefficient of restitution is calculated as a function of initial conditions based on general normal contact deformation law instead of a material property. The method avoids energy inconsistency and is much more simple.

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期刊信息
  • 《北京大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:北京大学
  • 主编:赵光达
  • 地址:北京海淀区海淀路52号
  • 邮编:100871
  • 邮箱:xbna@pku.edu.cn
  • 电话:010-62756706
  • 国际标准刊号:ISSN:0479-8023
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2442/N
  • 邮发代号:2-89
  • 获奖情况:
  • 1997年第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,1999年教育部“优秀自然科学学报一等奖”,1999年获首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18270