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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    学科概述

    发布时间:2013-12-17

    浏览次数:

    • 跌落冲击属于冲击动力学范畴。冲击动力学是固体力学中重要的研究方向,它涉及物理、力学和材料科学等多种学科,主要研究弹性体在瞬变、动载荷作用下的运动、变形和破坏规律。当物体的局部位置受到冲击载荷的作用时,结构将在很短的时间内达到最大的响应,物体结构的动态响应主要表现在结构的变形以及随时间而发展,最终引起结构的断裂、贯穿或破坏等。结构在冲击载荷作用下产生的响应形式取决于结构的几何尺寸、材料参数、初始缺陷、载荷峰值以及载荷持续时间等诸多因素,因而结构动力响应问题非常复杂。

      当结构受到冲击载荷作用时,通常要考虑应力波的传播和结构的动态响应,这也是冲击动力学的两类基本问题。考虑应力波是研究物体局部扰动及其传播问题,它将动态响应作为一个过程来研究:对于结构动态响应是忽略扰动传播过程,直接研究结构的变形、断裂及其与时间的关系。

      由于冲击形式的复杂性,这两类基本问题应用的冲击对象也不同,有的冲击着重考虑应力波效应,而有的更侧重于结构的动态响应。冲击结构动力学研究的对象包括许多由不同材料制成的、几何形状千差万别的结构,外载的时空特性和碰撞速度范围也都有极大的差异;在结构的动态响应过程中可能出现极为复杂的力学现象,如几何的大变形、大转动,高应变率下材料性能的变化,以至于结构的断裂、动态屈曲和破坏等等。因此,要掌握在冲击载荷作用下实际工程结构的动力响应,尚有许多问题需要研究。

      对冲击结构的动力学分析,首先应该对构件的几何形状、材料性能和外载特征进行必要的简化,建立恰当的力学模型,并通过对这些力学模型的研究来揭示冲击载荷作用下结构动力响应的主要特征。同时发展相应的理论、计算和试验方法,为分析更复杂冲击载荷下的行为提供依据和公式。

      在实际问题中,很多冲击过程都是一种复杂的非线性动态响应过程,具有特殊的动力特性,而且受冲击结构有可能迅速超越弹性阶段而进入塑性流动状态,并可能出现撕裂、屈曲等各种形式的破坏或失效,对于结构在高速冲击载荷作用下的动态响应通常难以用传统的理论计算和分析方法来解决。

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