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碰撞激发弹粘塑性波传播的动态子结构方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O347[理学—固体力学;理学—力学] O313[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南京理工大学力学与工程科学系,南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金(10872095)和总装预研重点(21011019)资助项目.
中文摘要:

基于固定界面模态综合法,将柔性结构划分为多个子结构,采用添加.删除技术处理接触约束,建立柔性结构弹粘塑性碰撞动态子结构模型。考虑冲击载荷作用下出现的材料的应变率效应,采用Cowper-Symonds本构关茅.推导柔性结构在模孝坐标下的碰撞动力学方程,提出柔性结构碰撞弹粘塑性波传播的动态子结构方法,并通过理论证明主模态的存在性和主模态截断的收敛性。运用该方法分析直杆纵向碰撞和简支梁横向碰撞问题,计算结果表明,弹粘塑性波的传播速度,超应力效应,以及超应力幅值逐步衰减等波传播特征,均符合弹粘塑性波的理论特征。同时,通过将碰撞力和弹粘塑性波的数值计算结果与三维动力有限元解进行对比,验证了该方法的数值收敛性和计算碰撞弹粘塑性波传播的有效性。

英文摘要:

A dynamic substructure method is proposed to account for the propagation of elastic-viscoplastic waves in flexible structures excited by impact. An elastic-viscoplastic substructure model considering the effect of strain rate is established. The constitutive relation Cowper-Symonds is adopted to describe effect of strain rate, and an addition-deletion technique is used to account for contact constraints. T~e governing equations of impact bodies in modal coordinates are derived from the finite element theory and the substructure synthesis method. The existence of main modes and -onwrgence of modes truncation are also proved theoretically. The propagations of elastic-viscoplastic waves are calculated in a rod struck longitudinally and a flexible beam struck transversely by a mass. The elastic-viscoplastic wave speed, the overstress phenomenon and the attenuation characteristic of overstress resulted from viscosity are all coincidence with the theory of elastic-viscoplastic waves. The comparisons of the numerical results of the present technique with those of the three-dimensional dynamical finite element show that the present method is convergent in numerical simulation and valid for the propagation of elastic-viscoplastic waves excited by impact.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“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),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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),中国北大核心期刊(2000版)
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