用能量法求杆件冲击应力的公式，请教

虾米游海 · 发表于 2013-12-5 12:56:04

用能量法求一个杆件受到冲击时的最大应力的公式很简单，那这个公式适用于用到一个由很多杆件组成的系统里面去吗？也就是把这个系统当做一个杆件，一个弹簧，它有一个整体的刚度系数，在计算一个重物落到这个结构上的冲击动荷系数时，可以先求出重物放到结构上的静载荷时在承载点的变形，然后再套到那个包含跌落高度的公式里，算出来就是冲击动荷系数，请问这样行吗？

另外，如果这样可行的话，还有一种情况是在这个结构上再垫一层橡胶板，或许相当于两个弹簧的串联，在计算这种情况下的冲击动荷系数时，也可以再把它俩看成是一个整体，然后先算出静载下的变形（此时包括原来单独结构的变形和橡胶板的变形），再代入公式得到结果，这样行吗？(或许有其他的公式，从能量法再推导出来)

还有，对于脆性材料和塑性材料，是不是假如计算出来的冲击载荷大于强度极限，对于脆性材料来说是直接断裂，而塑性材料还能先塑性变形吸收能量而断裂不了？也就是韧性。

茉莉素馨 · 发表于 2013-12-5 13:34:10

哈哈，看来一涉及到计算，就没人回帖了，有木有？

茉莉素馨 · 发表于 2013-12-5 13:52:02

动力学这块不熟悉，提几个猜想吧，欢迎大侠们指点。
1.楼主的重物速度快么？举个例子，子弹射击一块水平放置的钢板，钢板的响应肯定不会是子弹静止放在钢板上的样子。
2.还是和速度有关，如果重物的速度大于应力波在橡胶里面的传播速度，就不能那么等效。这个也适用于1.
3.冲击韧性的实验是对于材料，但是在结构上，由于缺陷和应力集中，结构很可能到不了强度极限就失效了。
4.结构在受到冲击的时候，非常有可能发生屈曲，这是不同于静载的。很小的力就会造成结构的不稳定。
5.对于上面的3、4点，如果有结构断裂或者屈服，就有可能造成结构刚度的剧烈变化，坍塌、屈曲都有可能。

就想到这么几点，对与不对，还请各位前辈指点~
扯了半天也没有答案，不知道楼主会不会失望，哈哈

eddyzhang · 发表于 2013-12-5 13:56:59

这样就要求出等效刚度。我看到有些大型结构求振动频率的时候也是通过等效的办法来的。汽车碰撞的计算模型也是通过等效来的。如果精度要求不高，我觉得可以。

虾米游海 · 发表于 2013-12-5 14:24:57

茉莉素馨发表于 2013-12-5 13:52
5 g& J% V4 D0 x) r动力学这块不熟悉，提几个猜想吧，欢迎大侠们指点。
! {) a! E8 @1 Z/ i# M1.楼主的重物速度快么？举个例子，子弹射击一块水平放 ...

谢谢大侠分析，大侠讲的很好，开阔视野，特别是受压失稳的情况需要考虑到，对于这种问题如果精确算可能确实会比较复杂，尤其是需要用到动力学方面的知识，不知道用能量法和看成整体的思路有没有合理性以及达到一定的精度

虾米游海 · 发表于 2013-12-5 14:30:38

eddyzhang 发表于 2013-12-5 13:56
4 r8 V6 t3 t. T }: ]; L( u8 \. M这样就要求出等效刚度。我看到有些大型结构求振动频率的时候也是通过等效的办法来的。汽车碰撞的计算模型也 ...

谢谢大侠提供资料，我觉得也有合理性，先算某一点在静载下的变形会相对简单一些，再根据这个算整体范围内的冲击动荷系数

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