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| 1 | 碰撞激发弹粘塑性波传播的动态子结构方法显示文摘基于固定界面模态综合法,将柔性结构划分为多个子结构,采用添加-删除技术处理接触约束,建立柔性结构弹粘塑性碰撞动态子结构模型。考虑冲击载荷作用下出现的材料的应变率效应,采用Cowper-Symonds本构关系,推导柔性结构在模态坐标下的碰撞动力学方程,提出柔性结构碰撞弹粘塑性波传播的动态子结构方法,并通过理论证明主模态的存在性和主模态截断的收敛性。运用该方法分析直杆纵向碰撞和简支梁横向碰撞问题,计算结果表明,弹粘塑性波的传播速度,超应力效应,以及超应力幅值逐步衰减等波传播特征,均符合弹粘塑性波的理论特征。同时,通过将碰撞力和弹粘塑性波的数值计算结果与三维动力有限元解进行对比,验证了该方法的数值收敛性和计算碰撞弹粘塑性波传播的有效性。 | 孔德平 骞朋波 沈煜年 尹晓春 杨钧 | 2013 | 机械工程学报2013，49，1： | 5 |
| 2 | 钝圆柱头质量对简支梁的弹性次碰撞研究显示文摘该文采用赫兹碰撞理论、三维动力有限元方法和自行研制的次碰撞实验装置,研究了钝圆柱头质量一次坠落碰撞简支钢梁过程的次碰撞现象、次碰撞过程的持续时间和次碰撞发生的条件.实验测试和数值模拟均清楚地观察到了复杂的次碰撞现象.研究结果表明:(1)当梁初始处于静止状态时,将实验测试和数值模拟结果与理论分析结果对比后发现,首个次碰撞过程由局部接触变形主导,并可以采用Hertz弹性碰撞理论来描述;(2)实验和数值模拟结果展现了与首个次碰撞过程特征迥异的后续次碰撞过程,后续次碰撞过程的持续时间出现大范围的随机变化;(3)进一步分析发现,后续次碰撞过程由局部接触变形和梁的整体变形运动共同主导,梁的整体变形运动使得碰撞力响应变得异常复杂;(4)通过数值计算结果发现,当出现次碰撞现象时,碰撞位移响应中的一阶模态幅值占比会突然降低,相位角发生明显的变化;(5)数值计算结果表明,次碰撞发生的条件与质量比、碰撞初速度、碰撞动量、碰撞位置、测试梁长度和厚度等有关;(6)次碰撞发生的条件若用质量比来度量,则发现存在一个质量比阀值.上述研究表明,局部接触变形和梁的整体变形运动相互作用,产生了复杂的耦合效应,使得次碰撞现象呈现了丰富的力学行为.因此,进一步通过理论、实验和数值仿真研究复杂的次碰撞现象,对于深入理解柔性结构的碰撞行为很有必要. | 戚晓利 尹晓春 杨海波 金腾飞 | 2014 | 固体力学学报2014，35，5： | 2 |
| 3 | 球-梁弹塑性次碰撞的试验研究和数值仿真显示文摘次碰撞是柔性结构碰撞时特有的物理现象。为观测和深入研究这一现象,专门研制了一套柔性结构次碰撞试验平台。借助该试验平台,结合Hertz碰撞理论和动态子结构方法,对钢球坠落碰撞简支梁过程进行了详细的试验测试和数值仿真,观察到了复杂的次碰撞现象,深入探讨了次碰撞的碰撞接触时间规律和主要影响因素。研究结果表明,动态子结构方法可以作为球-梁弹塑性次碰撞行为分析的一种有效的数值计算手段。研究发现,在低速碰撞时Hertz碰撞理论所揭示的碰撞接触时间规律仍然适用于首个次碰撞过程,表明局部接触变形主导了首个次碰撞过程。次碰撞现象一旦发生,将导致简支梁碰撞端位移响应的前三阶振幅比和第一阶相位角均发生明显的变化。进一步的探讨则发现,次碰撞的发生与球-梁质量比、碰撞初速度和碰撞位置等因素密切相关,若用质量比来度量次碰撞的发生条件,发现存在一个质量比阈值,只有满足该质量比阈值,才会出现次碰撞。 | 戚晓利 尹晓春 骞朋波 潘紫微 | 2016 | 机械工程学报2016，52，19： | 1 |
| 4 | 基于降阶模型的弹塑性瞬态响应求解显示文摘结合塑性力学理论和模态综合技术,提出一种快速分析柔性结构在冲击载荷下的弹塑性瞬态响应的求解方法。该方法基于'伪力'思想,通过引入预测参数将弹塑性变形导致的非线性特征近似等效为一具有力量纲的外载荷,并置于控制方程右边保持方程左边线性,而后采用模态综合技术建立原系统的降阶模型,并给出相关方程的求解方法。经此变换后,用于建立降阶模型的模态变换矩阵只需计算一次,且在整个响应计算过程中保持不变,有效地提高了计算效率。通过计算柔性简支梁在谐振载荷和碰撞载荷下的弹塑性响应,并与全模型的计算结果对比,验证了该方法求解柔性结构弹塑性瞬态响应的准确性和高效性。 | 骞朋波 钱林方 尹晓春 | 2018 | 机械工程学报2018，54，5： | 0 |
| 5 | 刚性质量对自由梁的弹塑性次碰撞的若干特征显示文摘该文基于Rayleigh梁理论,采用局部弹塑性接触模型,结合有限差分方法和碰撞-分离条件,研究了钝圆柱头质量水平碰撞自由梁过程中的弹塑性次碰撞过程。研究发现,整个水平碰撞包含了复杂的弹塑性次碰撞过程,整个碰撞过程由分别位于碰撞压缩相内和恢复相内的两个明显的次碰撞区组成。第二碰撞区的出现,导致梁出现了二次瞬态变形激发现象。碰撞激发了梁一阶位移响应和高阶速度响应,一阶位移响应与次碰撞区的形成有着本质的联系,次碰撞的形成过程与高阶速度响应密切相关。另外,次碰撞显著地改变了碰撞能量的传递方式,导致了单向、间歇式的碰撞能量传递模式。研究表明,次碰撞与次碰撞激发的自由梁响应之间存在着复杂的耦合力学机制。 | 孔德平 杨钧 尹晓春 沈煜年 骞朋波 | 2013 | 南京理工大学学报2013，37，4： | 0 |
| 6 | 钢球与简支梁的次碰撞研究显示文摘采用自行研制的一套柔性结构次碰撞实验平台和配套搭建的次碰撞瞬态测试系统,对钢球坠落碰撞简支钢梁过程进行了详细的实验测试。在此基础上,结合赫兹碰撞理论和数值仿真方法,深入探讨和研究了碰撞过程中出现的次碰撞现象。研究结果表明:(1)首个次碰撞过程的碰撞持续时间与Hertz碰撞时间相吻合;(2)后续次碰撞与首个次碰撞过程不同,其碰撞持续时间围绕Hertz碰撞时间作随机变化,但在总体趋势上依然符合赫兹碰撞理论;(3)研究表明,看似随机、对结构瞬态响应敏感、十分复杂的次碰撞过程,本质上受到局部接触变形所主导,可以采用Hertz准静态理论研究次碰撞过程的一些机理和规律;(4)后续次碰撞过程明显受到了柔性梁整体变形运动的影响,反过来又影响到钢球的上抛运动和梁的后续瞬态响应,使得下一次碰撞的发生变得难以预测. | 戚晓利 尹晓春 杨海波 金腾飞 | 2015 | 机械强度2015，37，1： | 0 |
| 7 | 质量比对柔性构件次碰撞现象的影响显示文摘为了深入研究质量比和碰撞相对速度对柔性构件次碰撞现象的影响,搭建了球与柔性梁碰撞的试验模型。通过设计4种碰撞试验组合,并建立与试验结构尺寸1∶1的有限元模型,对球-梁的次碰撞诱因展开了讨论。研究表明,有限元仿真方法可以准确的模拟次碰撞试验过程。试验结果如下:1)如果质量比不合适,碰撞相对速度的改变不会激发次碰撞现象;2)质量比处于激发次碰撞现象的临界值时,碰撞相对速度的改变将直接影响后续次碰撞的次数和形式。研究表明,质量比对激发次碰撞行为起到主导作用,该结果可作为控制柔性构件次碰撞次数的参考。 | 李锋 戚晓利 | 2019 | 机械科学与技术2019，0，8： | 0 |
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