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柔性梁含摩擦斜碰撞的刚体-弹簧-质点混合模型研究
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] O313.4[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:南京理工大学力学与工程科学系,江苏南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11302107,11572157,11372138); 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20123219120042)
中文摘要:

为精确快速地预测柔性梁因斜碰撞导致的复杂瞬态动力响应,提出了一种可同时计及局部接触区法向接触柔度、切向接触柔度以及柔性梁整体结构柔度的混合分析模型(HAM)。基于有限段法的思想,将柔性梁的整体位移场离散为弹簧-阻尼-刚体系统,局部接触区的法向双线性压缩-恢复以及切向摩擦变形过程则用含有能量恢复系数的弹塑性弹簧-质点系统进行描述。依据HAM模型,导出了斜碰撞系统在不同接触状态下的分段连续动力学方程。给出了法向压缩-恢复状态和切向黏-滑运动状态的切换准则,并运用事件驱动法对数值算例进行了求解。通过比较HAM模型解、实验数据以及商业有限元解,表明该模型能准确预测接触力的时间历程并描述反复切换的黏-滑(反向)运动模式,验证了HAM模型的可行性。

英文摘要:

In order to quickly and accurately estimate the complex transient behavior of oblique collision with friction,a hybrid analysis model(HAM)is presented in this paper.This model takes account of the normal contact compliance,the tangential contact compliance of the local contact zone and the global compliance of the beam altogether.Based on the finite segment theory,the displacement field of the non-contact zone of the beam is discretized into a spring-damper-rigid body system.The bilinear process of normal compression-restitution deformation and the tangential deformation process of the local contact zone are described by an elastic-plastic spring-particle system with energy coefficient of restitution.The dynamic equations of the HAM which are piecewisely continuous under different contact states are derived.According to the switching criterion between compression and restitution as well as stick and slip,numerical examples are solved by the event-driven method.Through comparison of the results with the experimental data and those obtained by the commercial finite element software,it is shown that the hybrid model can accurately estimate the time history of contact forces and describe the repeatedly transition between stick and slip motion,which validate the applicablity of HAM.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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)
  • 被引量:12831