自由杆对简支梁的多次弹塑性撞击.pdf

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1、第16卷第10期2012年10月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．16No．100ct．2012文章编号：1007—7294(2012)10一1172—09自由杆对简支梁的多次弹塑性撞击刘中华，尹晓春(南京理工大学力学与工程科学系，南京210094)摘要：文章将单轴压缩模型应用于模拟多次撞击和分离过程中接触区的弹塑性接触行为，推导了弹性杆和弹塑性梁的动力学方程，并采用有限差分方法加以求解，研究了弹性自由杆撞击弹塑性简支梁的全过程。研究发现，整个撞击过程实际上是一个复杂的多次弹塑性撞击过程，存在两个以上的明显撞击区，每个撞击区包含了形式多样的复杂的次撞

2、击过程。相对于第一个撞击区，剩余撞击区的撞击冲量不可忽略，所以多个撞击区将对撞击系统的物理行为产生重要影响。撞击产生的纵向应力波在弹性杆中的传播和反射，直接影响多次弹塑性撞击行为，使得撞击过程初期出现了撞击力突降为零的现象。杆撞击端曲率对第一次撞击力峰值的影响明显，但对整个撞击过程中动力学特征的影响有限。关键词：固体力学；多次碰撞；柔性结构；弹塑性变形；撞击力中图分类号：0347．4+30313．4文献标识码：AMultipleelastic—plasticimpactsofsimplysupl)orted-I-I_I-beamstruckbyfree—freebar工jUZ

3、ho咿hMo，lrjⅣXi∞一c九un(DepanmentofMechanicsandEngineeringScience，Na撕ingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Thewlloleimpactc叫rseofanelastic—plastic，simplysupponedbeamstmckbyanelastic，f诧e—f诧ebarisinVestigated．Theuniaxilcompressionmodelisappliedtosimulatetheelastic—plast

4、icdefo瑚ationbehaViorofmultiplecontactsinducedbymultipleimpactsandmultipleseparations．Thefinitedifkrencemethodisyieldedtosolvethedynamicequationsofthebarandthebeam．Thenumericalsimulationsshowthatsuchahorizontalstrikeisindeedacomplicatedprocessofmultipleelastic—plasticimpacts．ThereareusuaUymo

5、rethantwoimpactzones，inwhicheachofthemconsistsofcomplicatedmultiplesub—impacts．Itisfoundt}lattheotherimpactzonesmi曲toccupyconsidembleimpactimpuIsecoHlparedtothefirstimpactzone．Hence，theotherimpactzoneshaVesignificantinnuenceontheimpactresponsesofthebarandthebeam．ThenumericalinVestigationsal

6、soshowthatthepropagationsandtherenectionsoftheelasticstresswaveintllebardirectlyinnuencethephysicalbehaVior0fmultipleelastic—plasticimpacts．TherenectionoftlleelasticstresswaVeatthebar’simpact—endmakestheimpactforcedecreasesuddenlytozer0．Thecur-Vatureoftheimpact—endofthebarinnuencesthepeakva

7、lueoftheimpactfbrceinthefirstimpactcourse寄．eatly，buthas1itdeinnuenceonthedynamiccharactersofthewholeimpactcourse．Keywords：solidmechanics；multipleimpacts；nexiblestlllcture；elastic—plasticdeforIIlation；impactforce收稿日期：2011—12—29修回日期：2012—03—28基金项目：国防基础研究资助