三機(jī)械沖擊理論

1、機(jī)械沖擊理論機(jī)械沖擊理論主要內(nèi)容主要內(nèi)容n沖擊的特點(diǎn)；沖擊的特點(diǎn)；n沖量定理；沖量定理；n恢復(fù)系數(shù)；恢復(fù)系數(shù)；n速度增量、沖擊系數(shù)；速度增量、沖擊系數(shù)；n沖擊過程的動能損失；沖擊過程的動能損失；n沖擊放大系數(shù)與易損關(guān)鍵部件；沖擊放大系數(shù)與易損關(guān)鍵部件；n水平?jīng)_擊。水平?jīng)_擊。引起機(jī)械沖擊的原因引起機(jī)械沖擊的原因機(jī)械沖擊機(jī)械沖擊野蠻裝卸野蠻裝卸運(yùn)輸條件運(yùn)輸條件機(jī)械沖擊的特點(diǎn)機(jī)械沖擊的特點(diǎn)當(dāng)一個物體的位置、速度或加速度突然發(fā)生當(dāng)一個物體的位置、速度或加速度突然發(fā)生變化時就會產(chǎn)生機(jī)械沖擊。這種沖擊的特點(diǎn)變化時就會產(chǎn)生機(jī)械沖擊。這種沖擊的特點(diǎn)可能是加速度的迅速增大，然后在極短的時可能是加速度的迅速增大，

2、然后在極短的時間內(nèi)迅速減少。間內(nèi)迅速減少。加速度加速度 時間時間n0.01秒內(nèi)，從靜止勻加速到秒內(nèi)，從靜止勻加速到19.6米米/秒的速度，即以秒的速度，即以200g的加速度運(yùn)動；的加速度運(yùn)動；n他的體重就會增加他的體重就會增加200倍，倍，n產(chǎn)品：產(chǎn)品：20毫秒，加速度達(dá)到毫秒，加速度達(dá)到150g（44.1cm）描述機(jī)械沖擊的參數(shù)描述機(jī)械沖擊的參數(shù)面積面積=速度變化速度變化沖量定理沖量定理n例題例題1：設(shè)一產(chǎn)品質(zhì)量：設(shè)一產(chǎn)品質(zhì)量50kg，從，從1.5m高自由高自由落下，受地面沖擊速度減到落下，受地面沖擊速度減到0所經(jīng)歷時間為所經(jīng)歷時間為 1=0.01 s，若是跌落在聚苯乙烯泡沫墊上，若是跌落在

3、聚苯乙烯泡沫墊上，沖擊時間沖擊時間 2=0.4 sn（1）這兩種情況下產(chǎn)品受到的平均沖擊力；）這兩種情況下產(chǎn)品受到的平均沖擊力；n（2）若沖擊力呈半正弦波形：）若沖擊力呈半正弦波形： F（t）=Fmsin（ / ）t 求兩種情況下的最大沖擊力求兩種情況下的最大沖擊力 恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)n沖擊過程分為兩個階段沖擊過程分為兩個階段：變形階段、：變形階段、恢復(fù)階段；恢復(fù)階段；n恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)k：（1）彈性沖擊：）彈性沖擊：0 k 1(安全系數(shù)安全系數(shù))nG Gc1.4 最大加速度最大加速度nGm取決于沖擊速度、緩沖材料和產(chǎn)品重取決于沖擊速度、緩沖材料和產(chǎn)品重量等；量等；nGc取決于產(chǎn)

4、品；取決于產(chǎn)品；n緩沖包裝中要求：緩沖包裝中要求： Gm G= Gc/nn總之：總之： G= a/g， Gm= am/g G= am/g= Gc/n， Gc= ac/g例題例題n例題例題2：求緩沖墊的：求緩沖墊的dm與與k2n用緩沖襯墊可把在用緩沖襯墊可把在3.35m高度跌落的高度跌落的重重39.17N的產(chǎn)品的最大加速度限制在的產(chǎn)品的最大加速度限制在62g。ndm=2h/GmnK2=(W2Gm2)/(2h)n例題例題3：一個：一個重重45.36N，尺寸為，尺寸為25.4 25.4 25.4cm的產(chǎn)品，能承受達(dá)的產(chǎn)品，能承受達(dá)到到50g的沖擊而不損壞。該產(chǎn)品的六個的沖擊而不損壞。該產(chǎn)品的六個面都

5、同樣對沖擊敏感。在流通過程中可面都同樣對沖擊敏感。在流通過程中可能發(fā)生的最大跌落高度為能發(fā)生的最大跌落高度為1.52，求所需，求所需緩沖材料的彈性系數(shù)。假定緩沖材料的緩沖材料的彈性系數(shù)。假定緩沖材料的有效長度為緩沖墊總厚度的有效長度為緩沖墊總厚度的50%。例題例題ndm=2h/GmnK2=(W2Gm2)/(2h)結(jié)論結(jié)論nGm與跌落高度、緩沖墊的彈性和產(chǎn)品的重量與跌落高度、緩沖墊的彈性和產(chǎn)品的重量有關(guān)；有關(guān)；n彈簧或緩沖墊的剛性越大，彈簧或緩沖墊的剛性越大， Gm的數(shù)值越大；的數(shù)值越大；n跌落高度越高，跌落高度越高， Gm的數(shù)值越大；的數(shù)值越大；n產(chǎn)品越重，只要彈簧或緩沖墊有效，則產(chǎn)品越重，只

6、要彈簧或緩沖墊有效，則Gm的的數(shù)值越小數(shù)值越小。沖擊持續(xù)時間沖擊持續(xù)時間包裝件與產(chǎn)品在流通系統(tǒng)中，一般包裝件與產(chǎn)品在流通系統(tǒng)中，一般接受機(jī)械沖擊的持續(xù)時間大約在接受機(jī)械沖擊的持續(xù)時間大約在150ms之間；之間；沖擊時間與跌落高度無關(guān)。沖擊時間與跌落高度無關(guān)。沖擊放大與要害零件沖擊放大與要害零件沖擊放大與要害零件沖擊放大與要害零件N為整數(shù)，為整數(shù)，f2為等值沖擊頻率，為等值沖擊頻率，f1為要害零件的自然頻率為要害零件的自然頻率結(jié)論n（1）f1/f21, f1 1/2T2= 即如果沖即如果沖擊持續(xù)時間短于要害零件自然振動周期的一半，則最擊持續(xù)時間短于要害零件自然振動周期的一半，則最大放大系數(shù)正好在

7、沖擊完了之后出現(xiàn)：大放大系數(shù)正好在沖擊完了之后出現(xiàn)： Am= Am（t ）n（2）f1/f2 1, f1 f2,或或1/2T1 1/2T2= 即如果即如果沖擊持續(xù)時間比要害零件自然振動周期的一半更長，沖擊持續(xù)時間比要害零件自然振動周期的一半更長，則最大放大系數(shù)是在沖擊過程中出現(xiàn)：則最大放大系數(shù)是在沖擊過程中出現(xiàn)： Am= Am（0t ）n預(yù)測損壞、檢驗(yàn)緩沖墊的效果預(yù)測損壞、檢驗(yàn)緩沖墊的效果水平碰撞水平碰撞n通過計(jì)算求出與水平碰撞速度的垂直跌落高度來解決通過計(jì)算求出與水平碰撞速度的垂直跌落高度來解決這樣的問題。這樣的問題。n例題例題4：將一個重：將一個重18.14N的產(chǎn)品包裝在線性緩沖材料的產(chǎn)品包裝在線性緩沖材料中，緩沖材料的中，緩沖材料的k=35kg/cm。將此包裝在緩沖材料。將此包裝在緩沖材料中的產(chǎn)品牢固的固定在火車車廂上的地板上。將該車中的產(chǎn)品牢固的固定在火車車廂上的地板上。將該車廂連接到廂連接到每小時每小時16km列車的其他車廂上。如果緩沖列