两构件冲击接触实验与数值研究.pdfVIP

2012年 12月 机床与液压 Dec．2012 第40卷 第23期 MACHINETOOL ＆HYDRAULICS Vo1．40No．23 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．011 两构件冲击接触实验与数值研究 何玲 (贵州1大学现代制造技术重点实验室，贵州贵阳550007) 摘要：采用有限元法模拟两构件间的弹性冲击接触过程，并将计算结果与冲击实验进行对 比。在有限元模型中引入指 数型接触约束，以实验结果为依据对其进行修正。修正模型与实验值相对误差的绝对值小于10％，修正后得到的冲击脉冲 峰值、脉宽和最大变形量与实验值吻合较好。利用修正有限元模型计算得到的冲击脉冲精度较高，可作为描述两构件间冲 击接触的一种有效的数值计算手段。 关键词：冲击 ；冲击脉冲力；最大变形量；脉宽 中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)23—042—4 TheoryandNumericalResearchforTwoComponentsImpactContactProcess HE Ling (KeyLaboratoryofAdvancedManufacturingTechnology，GuizhouUniversity，GuiyangGuizhou550007，China) Abstract：Finiteelementmethodwasusedtosimulatetheelasticimpactcontactprocessoftwocomponents．Thesimulationre— suitswerecomparedwiththetestdata．Thefiniteelementmodelwasmodifiedbyintroducingthecontactconstraintconditionofexpo— nentia1．Therelativeerrorbetweenthecorrectedvalueandthetestvaluewaslessthan10％．Sotheresultsofthecorrectedmodel agreewellwiththeimpacttestresults．Th ekeyparametersofimpactpulsearemoreaccuratesolvedthroughthecorrectedmode1．Th e correctedmodelisaneffectivenumericalmeanswhichcanbeusedtodescribetheimpactprocessbetweentwocomponents． Keywords：Impact；Impactpulse；Maximum deformation；Pulsewidth 运动构件问的冲击接触现象普遍存在于航空、航 采样频率20kHz。试件和力传感器的安装如图 1所 天和兵器等研究领域，根据工程设计的实际需要，冲 示 。 击接触问题越来越受到人们的重视。多年来国内外专 家对冲击接触问题进行了大量的研究，其中最有代表 冲击锤 性的是：LEE等使用的集总参数法，TIMOSHENKO 试件 使用 Heaz结合 Euler理论得到非线性积分方程进行 分段求解 ，以及LENNENTZ的简化法和ERINGER的 配置法和能量法等。构件问的冲击接触问题属高度非 力传感罂 线性范畴，冲击脉冲力的求解问题一直以来未得到很 好的解决…。作者拟采用有限元法求解两构件的冲击 底座 接触模型，主要研究冲击接触过程中的冲击脉冲力， 研究范围为冲击速度5m／s以内的两种形状弹性体间 图 1 试件 的装夹 的非高速冲击接触过程。