發(fā)布時(shí)間：2024-12-18 01:55

　　運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)對(duì)外物的撞擊和回彈是一類典型的碰撞問(wèn)題。在這類問(wèn)題中,主要研究結(jié)構(gòu)在碰撞過(guò)程中的變形模式、最大碰撞力、碰撞時(shí)間、分離后的回彈速度和恢復(fù)系數(shù)以及能量的轉(zhuǎn)換和吸收。目前碰撞問(wèn)題中結(jié)構(gòu)的回彈特性還沒(méi)有引起足夠的重視,缺乏相關(guān)的研究成果。薄壁結(jié)構(gòu)作為能量吸收裝置中常見(jiàn)的基本元件,其在碰撞過(guò)程中的力學(xué)行為有十分重要的研究?jī)r(jià)值。本文以薄壁圓環(huán)、橢圓環(huán)、開(kāi)口圓環(huán)、加筋圓環(huán)等幾種典型薄壁結(jié)構(gòu)最為研究對(duì)象,應(yīng)用有限元方法來(lái)系統(tǒng)分析碰撞結(jié)構(gòu)的初始速度、材料特性對(duì)回彈特性和變形模式等的影響,為該類問(wèn)題的研究提出一些最基本的問(wèn)題。首先,根據(jù)薄壁圓環(huán)的碰撞實(shí)驗(yàn),用有限元商用軟件ABAQUS建立了薄壁圓環(huán)與Hopkinson桿進(jìn)行正向碰撞的有限元模型,對(duì)于Hopkinson桿上特定位置的應(yīng)變歷程、圓環(huán)的變形過(guò)程以及圓環(huán)的回彈速度和恢復(fù)系數(shù)等,比較有限元計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差別,以驗(yàn)證了用有限元方法研究該問(wèn)題的準(zhǔn)確性和適用性。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析了初始速度和材料特性等對(duì)最大碰撞力、回彈速度和恢復(fù)系數(shù)等的影響,比較了采用顯式算法和隱式算法在計(jì)算碰撞載荷峰值時(shí)的差別,并討論了實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用一維彈性波理論來(lái)...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 碰撞和回彈問(wèn)題的研究背景
    1.2 自由碰撞和回彈問(wèn)題的研究進(jìn)展
        1.2.1 彈性碰撞問(wèn)題的研究進(jìn)展
        1.2.2 彈塑性碰撞問(wèn)題的研究進(jìn)展
        1.2.3 球類薄壁結(jié)構(gòu)碰撞和回彈問(wèn)題的研究進(jìn)展
    1.3 碰撞理論和恢復(fù)系數(shù)簡(jiǎn)介
        1.3.1 碰撞問(wèn)題的力學(xué)模型
        1.3.2 恢復(fù)系數(shù)的定義
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 薄壁圓環(huán)與剛性壁的碰撞和回彈
    2.1 引言
    2.2 圓環(huán)碰撞實(shí)驗(yàn)與有限元模型
        2.2.1 圓環(huán)碰撞實(shí)驗(yàn)介紹
        2.2.2 圓環(huán)碰撞實(shí)驗(yàn)的有限元模型
    2.3 有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的比較
        2.3.1 入射桿上應(yīng)變的比較
        2.3.2 圓環(huán)的變形過(guò)程比較
        2.3.3 圓環(huán)的回彈速度和恢復(fù)系數(shù)的比較
    2.4 碰撞力數(shù)據(jù)處理和比較
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
        2.4.2 隱式方法的計(jì)算結(jié)果分析
        2.4.3 顯式方法的計(jì)算結(jié)果分析
        2.4.4 碰撞力峰值的決定因素
    2.5 本章小結(jié)
3 薄壁橢圓環(huán)與剛性壁的碰撞和回彈
    3.1 問(wèn)題描述
    3.2 彈性碰撞時(shí)的回彈特性
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 初始速度的影響
        3.2.3 幾何參數(shù)的影響
        3.2.4 彈性碰撞過(guò)程中的變形和能量變化
    3.3 彈塑性碰撞時(shí)的回彈特性
        3.3.1 幾何參數(shù)的影響
        3.3.2 材料參數(shù)的影響
    3.4 彈塑性碰撞時(shí)的能量變化
        3.4.1 非彈性耗散能
        3.4.2 彈性應(yīng)變能
    3.5 橢圓環(huán)的塑性變形模式
    3.6 本章小結(jié)
4 開(kāi)口薄壁圓環(huán)與剛性壁的碰撞和回彈
    4.1 問(wèn)題描述和參數(shù)建立
    4.2 開(kāi)口圓環(huán)與剛性壁的彈性碰撞
        4.2.1 徑厚比對(duì)回彈特性的影響
        4.2.2 張開(kāi)角度α對(duì)回彈特性的影響
        4.2.3 彈性碰撞時(shí)的回彈特性分析
    4.3 典型開(kāi)口圓環(huán)的彈塑性碰撞
        4.3.1 兩個(gè)開(kāi)口圓環(huán)的回彈特性
        4.3.2 碰撞過(guò)程中的能量變化
    4.4 典型開(kāi)口圓環(huán)的塑性變形模式
        4.4.1 α=180°的開(kāi)口圓環(huán)塑性變形模式
        4.4.2 α=356°的開(kāi)口圓環(huán)塑性變形模式
    4.5 本章小結(jié)
5 其它薄壁結(jié)構(gòu)的回彈特性
    5.1 加筋圓環(huán)的回彈特性
        5.1.1 兩種加筋圓環(huán)在彈性碰撞時(shí)的回彈特性
        5.1.2 加一條筋的圓環(huán)彈塑性碰撞時(shí)的回彈特性
        5.1.3 加兩條正交筋的圓環(huán)在彈塑性碰撞時(shí)的回彈特性
    5.2 加筋半圓環(huán)的回彈特性
        5.2.1 加筋半圓環(huán)在彈性碰撞時(shí)的回彈特性
        5.2.2 加筋半圓環(huán)在彈塑性碰撞時(shí)的回彈特性
    5.3 矩形薄壁環(huán)的回彈特性
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者筒介



本文編號(hào)：4016864