摘要：为掌握液压支架立柱内冲击压力动态规律,分析了落锤作用下立柱内能量传递和耗散途径,以Φ500mm双伸缩立柱为例,建立了落锤冲击模型。基于冲击半周相近原则确定了碰撞刚度,仿真模拟结果显示压力峰值在无安全阀条件下与理论计算结果误差在10%以内,加设安全阀条件下存在较大差异并分析了其原因。同时得出以下规律:相同冲击能量下,轻载快冲较重载缓冲模式下的立柱内压力峰值小;安全阀对于重载缓冲下的消峰作用明显,提高立柱抗冲击性能需进一步提高现有安全阀流量。论文的研究为抗冲击立柱的开发提供了参考。

摘要：为研究钢筋混凝土梁在不同冲击速度下的动态变形规律,利用落锤冲击试验装置和二维数字图像相关系统,对12根钢筋混凝土梁的冲击力时程、平均跨中位移变化过程、跨中钢筋的平均应变时程以及裂缝的形成与扩展过程进行分析,重点讨论了梁的变形破坏模式及动态响应过程。研究发现:不同于静态三点弯曲试验的弯曲型破坏,钢筋混凝土梁的动态破坏形态主要表现为弯剪型破坏;冲击力峰值明显大于静态加载的承载力峰值,在恒定冲击质量的条件下与冲击高度正相关;钢筋混凝土梁的位移响应过程明显滞后于冲击力的响应时程,挠曲变形所持续的时长约为冲击力作用时长的40~60倍,位移响应表现出明显的滞后性;钢筋是否进入屈服阶段以及维持时长显著影响梁的最大位移以及残余位移。

摘要：研制了一套落锤式冲击动力实验教学装置,服务于本科教学实践和科创活动。介绍了该装置的设计思路、结构特征,并进行SCT试件动态断裂实验来验证该装置动力学测试可行性。发现该装置可捕捉实验过程的载荷曲线、试件裂纹的扩展路径和速度,从而准确服务于材料的动态力学实验研究。该装置的研制有助于学生充分理解结构动力响应、岩石混凝土灾变力学等方面的理论知识,并提高其实践创新能力与科研素养。

摘要：汽车行驶中的误用工况导致底盘承受异常的冲击载荷,为避免遇到冲击载荷时底盘结构件发生断裂导致严重的整车安全事故,需要对结构件抗冲击载荷能力进行评估,尤其是球销作为底盘结构件的连接单元不允许出现断裂。对抗冲击载荷能力的评估,一方面需要采用落锤冲击试验的方法,另一方面需要开展仿真研究进行虚拟分析,提前预判抗冲击载荷设计的效果。仿真中,利用Abaqus的显式分析功能,采用Johnson-CookDamage材料损伤失效模型参数,通过不断提升落锤高度得到不同冲击能量下球销的塑性变形情况,直至球销发生断裂为止。与之同时开展了落锤冲击试验,设置相同的落锤高度来对比仿真和试验,两者结果基本吻合,为球销的抗冲击载荷正向设计提供了一个可行的途径。

摘要：选取电气石和滑石为实验材料,利用自行设计的实验装置、成套标准筛和电子天平进行落锤实验。在一定假设条件下,计算得到两种材料落锤实验新生单位表面积所需能量;应用值估算气流磨粉碎后的平均粒径,并与实际粉碎结果的SEM照片进行比较,结果基本吻合。

摘要：目的研究复合材料层压板落锤和冰雹离散源冲击损伤特性。方法对于落锤和冰雹,分别以刚体模型和弹塑性模型,构建本构模型。对于加筋板,基于Cohesive内聚力界面单元的B-K失效准则,对复合材料层间分层破坏进行数值模拟。通过对多材质冲头、不同冲击能量、不同冲击角度下其响应及损伤扩展特性开展研究,并对比复合材料层压板落锤冲击及冰雹离散源冲击试验数据,对数值计算方法进行对比验证。结果在机体相同部位的落锤、冰雹能量截止值冲击下,落锤低速冲击的损伤响应要大于冰雹离散源冲击。同时,冰雹冲击能量越大,冲击角度越接近于90°,其损伤响应也越大。结论落锤和冰雹离散源冲击仿真方法在损伤响应及扩展的预测与试验结果接近,可以为复合材料冲击损伤引入及抗冲击性能研究提供基础。

摘要：为解决因深部采动巷道强采动应力影响导致锚杆断锚、失锚现象发生的问题,有效提高锚杆预紧力,设计一款可施加高预紧力的应力均布型锚杆,综合采用理论分析、静载拉拔和落锤冲击试验、数值计算以及数字散斑相关法(DIC)等研究锚杆静载拉拔过程中载荷-位移分布特征,得到锚杆应力集中位置;采用Ansys数值模拟落锤冲击试验和霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,研究锚杆在动载作用下的力学响应特征。研究结果表明:普通锚杆螺母螺纹变形沿着远离挤压面轴向呈指数降低,应变集中在螺纹前3圈,应力均布型锚杆可实现螺纹应变协调,力学环境良好;锚杆轴力变化分为上升区、震荡区、稳定区,当落锤冲量相同时,应力均布型锚杆可将冲击力降低为原来的64%,降低锚杆轴力振幅频率;应力均布型锚杆可降低应力波波形变化幅度及频率。该研究成果在朱集矿、潘二矿、丁集矿等深部巷道应用,锚杆未见断锚现象,对巷道围岩控制效果较好。

摘要：目的研究不同加载方式下高密度泡沫铝的力学行为和吸能特性,为减震器结构优化设计提供指导。方法利用MTS万能材料试验机和Instron 9350材料冲击试验机,分别对高密度泡沫铝板材表面纵向(x方向)、横向(y方向)和厚度方向(z方向)切取的试样开展准静态压缩、围压压缩以及落锤冲击实验,基于电测法获取高密度泡沫铝的压缩载荷-位移曲线,并通过理论计算得到高密度泡沫铝的吸能特性结果。结果准静态压缩载荷作用下,高密度泡沫铝制备的随机性导致其沿3个方向加载的力学性能出现小范围波动;围压压缩和落锤冲击载荷作用下,不同加载方向对高密度泡沫铝的力学性能和吸能特性影响可忽略不计。结论相比于准静态压缩加载,高密度泡沫铝在围压压缩加载下的塑性平台阶段具有明显的强化效应。对于落锤冲击加载,高密度泡沫铝的平台应力、密实化应变和吸收能量呈现一定的加载速率相关性,但其吸能效率与加载速率无关。

摘要：汽车零件的冲压过程,对金属薄板材料的力学性能产生较大的影响,这将影响碰撞分析的可靠性,采用预拉伸进行研究。选取车身吸能盒常用材料低合金高强钢340LA进行研究,基于静态拉伸测试,获取0、5、10、15%预应变后,材料力学性能和加工硬化的变化,获取变化规律;根据Hollomon和Swift方程,提取材料加工硬化影响的关键参数,并将此因素拟合加入材料碰撞力学性能的Cowper-Symonds模型;基于帽型梁冲击试验测试,采用实测和仿真分析的方法,对比考虑加工硬化与否的材料模型仿真分析结果与试验结果的误差,验证前述模型的准确性。结果可知:加工硬化对材料强度、延伸率影响较大,碰撞分析时,不能忽略;强塑积则随着预应变率的增大而增大,整体强塑性性能增大;在不同预应变的影响下瞬时加工硬化n值有着明显的变化;未考虑加工硬化时,平均力误差超过了8%;考虑加工硬化的分析结果,各个关键参数的误差小于2.5%,表明此种模型更符合实际情况;考虑加工硬化的载荷比为0.58,与实际结果基本一致,很好的体现了材料在整个承载过程中的波动情况,分析结果更接近于实际情况。分析模型和结果为此类研究提供参考。

摘要：为探究落锤冲击岩土的荷载特性以及寻求模拟爆炸荷载的实用方法,分析了岩土中的爆炸冲击荷载特征,基于能量原理推导了一维应变状态下砂土受到落锤冲击后,受冲击端应力和作用时间的表达式,并通过试验对受冲击端应力峰值和作用时间表达式进行验证。试验发现:荷载正压作用时间与冲击速度无关,增大落锤质量和等效垫层厚度可延长正压作用时间;荷载应力峰值与锤头质量和冲击速度正相关,与等效垫层厚度负相关,通过在撞击面加设橡胶垫层可有效减小应力峰值,延长作用时间。提出的已知荷载条件下落锤工况设计方法,可为爆炸荷载模拟提供参考。