杆件与倾斜平面弹塑性接触冲击动力学建模与分析

摘要

针对垂直杆件冲击倾斜固体平面的弹塑性接触冲击问题,建立了杆件动力学方程和接触冲击各阶段瞬时接触力计算模型,系统地探讨和研究了运动参数和接触力变化规律;采用ODE45函数分析了杆件动能、接触点位置和速度、杆件角度和角速度等时变规律,恢复系数和永久变形与初始冲击速度关系,接触力与接触变形关系.研究结果表明:初始坠落高度越大,接触冲击时间越短且恢复反弹现象越明显;随初始坠落高度的增大,接触力与接触变形曲线呈相同变化趋势,但永久变形更接近于最大变形.开展了末端圆形杆件以不同初始坠落高度垂直冲击45°倾斜固体平面的试验研究,再结合已公开文献中恢复系数和永久变形的正冲击试验数据进行对比分析,结果表明,仿真与试验结果基本吻合,验证了所建模型的正确性.