自由落体跌落后冲击力的计算

zhoukai1981 · 发表于 2010-5-24 14:37:54

本帖最后由 zhoukai1981 于 2010-5-24 18:17 编辑

因为要做一个冲击力作用下的疲劳强度，因此先用一个小例子验算了下冲击力，对于自己用workbench计算自由落体跌落后冲击力的结果产生一点怀疑，大家请看下面的一个简单的例子：

问题描述：一个15mm长的正方体铁块从4mm的地方跌落到钢板上，求跌落到钢板上的冲击力

从计算后的结果看，跌落的位移正确，跌落的冲击力为2N，而铁块的重力为0.265N，从4mm的地方下落，冲击力大约为铁块重力的8倍，感觉比较大啊，各位看看符合实际情况吗？我怎么感觉不太对啊，有那么大的冲击力吗？

下面有parasolid格式的模型和dsdb计算结果下载

zhoukai1981 · 发表于 2010-5-25 08:39:20

顶个

pfsr · 发表于 2010-5-25 14:21:14

最大加速度为39.9m/s^2, m*a加上自重才1.32N。我还要再看看。

zhoukai1981 · 发表于 2010-5-25 15:09:53

本帖最后由 zhoukai1981 于 2010-5-25 15:46 编辑

pfsr，你计算结果是1.32N，我是2N，还差了不少。我这样算有问题吗？
今天我特意拿了模态力锤来做跌落试验，因为上面有力传感器。力锤的重量约3.2N，从距离为10mm的地方垂直下落到铁块上，testlab测试的数据是250N左右，而我workbench用以上相同的方法得到的数据结果为460N，大了很多。当然模拟力锤可能有少许误差。
pfsr，你的计算值比我小了不少，不知是如何计算到这样一个值的呢？

zhoukai1981 · 发表于 2010-5-26 12:30:56

其实冲击力是相当大的，我们一个设备上一个轴承的内圈从高大约为130mm的料架上滚下来，轴承内圈的重量也就7.5N，但是能将直径为 11.4mm的挡料杆打断，我估计其瞬间冲击力有上千牛！因为挡料杆的材料是40Cr,其最高的屈服强度甚至可以到达100MPa以上。
这里没人做过冲击力的计算吗？

xianghong · 发表于 2010-6-25 09:10:18

冲击力和冲击时间有关的。你和力锤比较时，不能只比较力，要在冲击时间相同的情况下进行比较才有意义。仿真冲击时间由与材料和地面的参数有关。

hotpie · 发表于 2010-6-25 10:11:11

这个好，学习下。。。貌似v12进行跌落分析的能力比较合理了。。。

姜虎东 · 发表于 2010-6-25 12:50:19

11及以前都是用的隐式求解器，做冲击实在不太合适

heshanyinxin · 发表于 2010-6-26 08:55:27

8# 姜虎东
版主的意思是柔体动力学的求解也是隐式求解吗？

s020309 · 发表于 2010-6-26 09:20:42

刚刚学感觉这里的各位都是高手啊

gangaotai · 发表于 2010-9-5 10:47:26

个人认为，是脆性材料的问题，不属于一般的韧性问题。

dickonss · 发表于 2010-9-5 20:42:22

用LS-DYNA做，最简单。

arestab · 发表于 2011-5-24 21:21:09

都是高手先占座学习

zsq-w · 发表于 2011-5-25 09:20:53

因为要做一个冲击力作用下的疲劳强度，因此先用一个小例子验算了下冲击力，对于自己用workbench计算自由落体跌落后冲击力的结果产生一点怀疑，大家请看下面的一个简单的例子：
zhoukai1981 发表于 2010-5-24 14:37

zhou版的模型里面，钢板是柔性体吧？

冲击力与钢板的刚度也有关系的。我做的低速冲击分析，冲击历时毫秒级，无论的实验解还是有限元解，冲击力的最大值都是冲头重力的100倍。如果板设置为刚体，算出的冲击力比柔性体算的会大不少。

像lz这类分析，冲击力在冲击时间之内的曲线可近似为正弦半波，最大冲击力与重力的比值上2位数也是很正常的。

chh19881005 · 发表于 2011-7-14 14:35:20

钢板没有设置固定约束？

miduovivil · 发表于 2012-2-10 14:04:58

我计算的冲击力也是重力的100倍

骑猪撞奔驰 · 发表于 2012-2-11 15:00:50

冲击力和下部物体的柔性有关，下面是一团棉花和一块大石头，冲击力肯定不一样的。

骑猪撞奔驰 · 发表于 2012-2-11 15:01:52

晕，这是谁在挖以前的帖子。。。

wcb919 · 发表于 2012-4-21 21:07:55

学习的好帖子，跟上看看

zihan2114 · 发表于 2012-8-28 20:34:18

zsq-w 发表于 2011-5-25 09:20
zhou版的模型里面，钢板是柔性体吧？

冲击力与钢板的刚度也有关系的。我做的低速冲击分析，冲击历时毫秒 ...

完全同意你说的！冲击是动力学问题和静力学没有直接的等效关系。
同样的冲击力（MV）下，受力还要与接触物体的刚度有关，刚度越大，冲击经历的时间越短，冲击力越大。

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