Динамический коэффициент при ударе

Аналитическое выражение для коэффициента динамичности не существует даже в простейшей постановке (без учета сил трения). Оценим его соотношение с одномассовой системой на примере.

Масса m2 ударяет со скоростью V по стержню, масса которого сосредоточена в точке 1. При этом Динамический коэффициент при ударе - student2.ru . Сравниваем удар массой Динамический коэффициент при ударе - student2.ru по невесомому стержню с ударом той же массой по стержню массой Динамический коэффициент при ударе - student2.ru , сосредоточенной на одной трети его длины (см. рисунок).

В первом случае динамический прогиб точки удара

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Вычислим значение максимального прогиба точки удара Динамический коэффициент при ударе - student2.ru в двухмассовой системе постановке. Тогда искомое соотношение коэффициентов динамичности Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru Проведем вычисления в двухмассовой системе.

Решаем задачу о собственных колебаниях при следующих начальных условиях

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Решение с учетом Динамический коэффициент при ударе - student2.ru , Динамический коэффициент при ударе - student2.ru ищем в виде

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru ,

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru

Из граничных условий

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru , Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Соответственно

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru

Динамический коэффициент при ударе - student2.ru Численное исследование дает Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

После подстановки значения Динамический коэффициент при ударе - student2.ru Динамический коэффициент при ударе - student2.ru

получаем Динамический коэффициент при ударе - student2.ru

Окончательно Динамический коэффициент при ударе - student2.ru .

Расчет удара в одномассовой системе ведется с запасом. В нашем случае запас 23%.

Итак, даже при n=2 невозможно избежать численного решения части задачи. При n>2 целесообразно вообще решать задачу численно и вообще без всяких упрощений. Необходимо просто проинтегрировать (*) при соответствующих начальных условиях, проследить за перемещением точки удара в первой положительной четверти движения, найти её максимальное перемещение, и, поделив его на соответствующую податливость, вычислить силу удара. Если необходимо, найти динамический коэффициент как отношение силы удара к весу ударяющей массы.

Реализация алгоритма в конкретных случаях – тема спецзадания во втором семестре.

Наши рекомендации