绝对恢复系数的实验研究和验证

关于相互碰撞时物体恢复系数的相关理论存在不同的看法,而且缺少实验的验证。利用PASCO系统中视频分析功能,实时测量一维碰撞时两钢球的位置变化情况,计算出钢球碰撞前后瞬间的速度。以此为基础,计算不同材质小球的绝对恢复系数和共同恢复系数,并分析两种系数之间的关系。通过实验验证了物体恢复系数的相关理论。     

非对心碰撞实验

在普通物理力学实验中,一般只做对心碰撞实验。而对于非对心碰撞实验,由于设备及测量方法等原因,很少有学校开设。本文将就用频闪照相法研究非对心碰撞实验的情况做一介绍,不仅可以验证动守恒定律、计算能量损失、恢复系数,而且还可以计算碰撞体表面的摩擦系数。实验设备简单,效果尚好。一、实验理论非对心碰撞(或叫斜碰撞)是指两物体碰撞前的相对速度不在两球联心线上的碰掩,如图1所示。两球的联心线规定为x轴,m_1以速度u_1射向m_2,u_1与x轴有一定夹角α。任何实际碰撞都遵守动量守恒定     

旋转圆板冲击现象的实验研究

在研究法向冲击速度对圆板碰撞恢复系数影响的基础上,应用高速摄像系统对伴有旋转速度圆板的冲击行为进行了实验研究,分析了不同法向冲击速度下旋转角速度对碰撞恢复系数的影响.通过确定变形量系数与旋转角速度的相关性,应用数值解析方法得出了不同法向冲击速度及旋转角速度下的碰撞恢复系数,得到了旋转角速度与碰撞恢复系数的相互关系.结果表明,数值计算结果与实验结果具有良好的一致性.     

金属微粒与电极碰撞恢复系数的理论和实验研究

金属微粒是降低气体绝缘金属封闭输电线路(GIL,gas insulated transmission lines)绝缘强度的关键因素之一,研究金属微粒与电极的碰撞恢复系数可为微粒陷阱等金属微粒抑制措施提供理论基础。基于弹塑性变形理论,给出了法向恢复系数和切向恢复系数计算公式,并通过碰撞恢复系数测量平台研究了微粒材质特性、微粒直径以及碰撞速度对碰撞恢复系数的影响规律,实验测量结果验证了理论计算公式的可靠性。理论计算和实验测量表明:按金属材质铝、铜、钢的顺序,法向碰撞恢复系数逐渐减小,切向碰撞恢复系数逐渐增大;法向碰撞恢复系数和切向碰撞恢复系数均与微粒直径呈负相关;同一斜碰撞角度下,法向碰撞恢复系数随碰撞速度的增加而减小,切向碰撞恢复系数随碰撞速度的增加先减小后增加,并且不同斜碰撞角度下的法向碰撞恢复系数或切向碰撞恢复系数变化规律类似。文中关于碰撞恢复系数的计算方法可为微粒陷阱等工程设计提供理论支撑。     

小球与均质定轴杆的非完全弹性碰撞

讨论了小球与定轴转动细杆碰撞过程中所遵从的物理规律,给出了非完全弹性碰撞的一般公式,分析了碰撞位置和恢复系数对小球和细杆的运动状态的影响,计算了系统的动能损失率,并讨论了其随撞击位置和恢复系数的变化关系。     

圆板非弹性冲击过程的碰撞恢复系数

应用数值解析方法分析圆板形材料塑性加载和弹性卸载过程的法向接触压力和法向变形量的关系,推导了冲击前后圆板法向冲击速度的理论计算方法.针对圆板形材料卸载过程中材料轮廓的假设引入了变形量系数的概念,探讨了卸载过程中的材料轮廓与加载过程材料轮廓间的关系.应用高速摄像系统观测了圆板对平面冲击过程的冲击速度和反弹速度,确定了对不同冲击速度下圆板冲击速度对碰撞恢复系数的影响规律.对变形量系数予以修正.实验结果表明,所得到的碰撞恢复系数理论计算结果与实验结果十分吻合.     

激光-电子非线性康普顿散射中电子的特性研究

利用单粒子理论和电子与光子非弹性碰撞模型,对激光-电子非线性康普顿散射的电子的速度进行了研究.通过理论推导得出了电子的能量变化因子的表达式,同时讨论了电子与光子碰撞后的速度.结果表明,电子与光子碰撞后的速度不仅与碰撞之前电子的速度和n光子集团的频率有关,还与电子与n光子集团入射方向与散射方向间的夹角和光子的散射角有关.     

积水情况下颗粒材料碰撞恢复系数

在研究滚石的运动规律过程中,滚石的碰撞恢复系数是重要的控制参数。该文研究了积水情况下滚石的碰撞恢复系数。采用球状的玻璃珠代替岩块,利用高速摄像系统对玻璃珠运动全过程进行摄像,获得了滚石碰撞前后的速度,进而得到碰撞恢复系数,探讨了不同降落高度和积水深度对碰撞恢复系数的影响规律。通过分析积水情况下玻璃珠与刚性底座碰撞和回弹过程中的受力,建立了积水情况下的滚石碰撞模型。结果表明:积水出现后,恢复系数随着积水深度的增大而减小,随着降落高度的升高而增大,积水的存在极大程度上降低了恢复系数。玻璃珠在与积水接触过程中,一部分能量将转化为积水的动能与液相桥的重力势能。     

关于质量与速度的关系式

<正> 用托耳曼的假想实验。令两个质量相等的球A和B在K′系内(在K内亦可)作弹性碰撞,碰撞前两球的速度大小相等,方向相反,如图(十一)。如果我们分别用a和b     

对一道力学题提问方法的质疑

新近出版的两本影响较大的普通物理力学教材 ,[1～ 2 ] 以及 1 998年北京师范大学硕士研究生普通物理试题中都有这样或类似这样的一道力学题 :“两球具有相同的质量和半径 ,悬挂于同一高度 静止时 ,两球恰能接触且悬线平行 已知两球碰撞的恢复系数为ｅ .若球Ａ自高度ｈ释放(如图 1所示) ,求该球弹回后能达到的高度 .”笔者认为 ,这道题的提问方法值得商榷 　　为便于说明问题 ,首先求出两球碰撞后的速度 设两球碰撞前 :球Ａ的速度为ＶＡ两球碰撞后 :球Ａ的速度为Ｖ′Ａ球Ｂ的速度为Ｖ′Ｂ球Ａ自释放至与球Ｂ碰前这一过程中 ,球Ａ与地球…     

沙粒跃移击溅函数的高速数字摄像研究

采用高速CMOS数字相机拍摄的方法记录沙粒与床面的碰撞过程,通过分段图像叠加的算法对获得的实验图像进行处理,提取出沙粒运动时序位置,并计算其入射以及反射的速度和角度.通过统计分析得出跃移沙粒与沙床碰撞过程中的控制参数--碰撞平面角、速度和能量恢复系数的分布,都近似满足正态分布.实验结果表明,沙粒与沙床碰撞过程中损失的动能超过总能量的一半,且由于碰撞平面角大于0°的比例达到70%,即使沙粒在碰撞过程中能量有所损失,沙粒与沙床碰撞后垂直分速度增加的现象仍比较普遍,使得沙粒在与气流相互作用的过程中获取更多的能量,从而为沙粒的持续跃移提供了保证.     

基于车身变形的Ishikawa回弹模型改进研究

为克服弹性恢复系数人为选取对Ishikawa回弹模型再现事故的影响,考虑车辆变形这一重要参数,在Ishikawa回弹模型的基础上,增加能量守恒公式,建立新的碰撞动力学模型并再现一起实际事故,通过pc-crash进行验证表明:所建模型能很好地再现交通事故,且该模型不易受弹性恢复系数选取的影响,对弹性恢复系数的选取有指导意义。     

岩石球砾与平板碰撞法向恢复系数

落石法向恢复系数是运动轨迹分析的关键参数。为研究碰撞速率和材料参数对落石法向恢复系数的影响,基于球板碰撞模型,在考虑材料弹塑性基础上建立岩石球砾法向恢复系数理论模型,并利用ABAQUS模拟球板碰撞过程,监测岩石球砾碰撞前后速率的变化。研究结果表明:数值模拟结果与理论计算结果吻合较好,最大差值在5%以内。随着碰撞速率的增大,岩石球砾法向恢复系数逐渐降低,且下降速率逐渐减小;球砾法向恢复系数随着弹性模量的增加而减小,随着弹性极限的增加而增大,且均呈线性关系;泊松比对球砾法向恢复系数影响较小。     

机动车斜碰撞受力与运动分析

交通事故再现分析中碰撞模型的建立和应用是一个关键步骤,目前国内外应用比较广泛的汽车碰撞事故分析软件和方法中模型的建立均应用了动量定理.通过分析机动车碰撞中撞击力大小与形变深度成正比的关系,可以建立起"有效碰撞速度"与汽车形变深度间的关系式,从而通过经验公式来计算出"有效碰撞速度"的大小.当两车发生斜向碰撞时,被撞车辆的运动常常在平动的同时伴有转动.为较准确计算出汽车在碰撞前的速度,通过碰撞过程的动力分析和运动分析,应用动量守恒公式求解碰撞前的车速与汽车碰撞后质心的速度,即可再现碰撞前两车的运动状态.     

基于颗粒跃移运动的推移质输沙率研究

采用高速摄像技术,对跃移颗粒撞击床面颗粒的过程进行了观测.通过求解跃移颗粒与床面颗粒的撞击模型,确定了速度恢复系数.纵向速度恢复系数主要由撞击面角度决定;垂向速度恢复系数主要由入射角度决定.通过求解跃移运动方程,建立了考虑颗粒碰撞影响的平均跃移高度、跃移速度计算式.基于平均颗粒浓度与有效水流强度之间的关系,推导出均匀推...     

液压缸碰撞噪声机理的探讨

本文通过液压缸活塞碰撞缸盖噪声机理的实验研究,揭示了碰撞噪声由两部分组成,一部分为加速度噪声,另一部分是自呜噪声,且给出了噪声大小和活塞与液压缸盖碰撞速度、碰撞力的大小成正比,与碰撞接触时间成反比,为设计计算液压缸缓冲装置提供了理论依据。     

碰撞的若干研究

一般物理教材中,对碰撞这一突变的力学现象,只限于讨论完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞问题,本文以经典粒子碰撞为例对这一现象进行探讨,得到具有普遍意义的规律和结论。     

液滴与液面碰撞对冲聚合现象研究

液滴撞击是一个复杂的过程,溅射堆积与被抛射体的速度密切相关。在撞击过程中,除了可以观察到常见的一般溅射外,还经常可以观察到在撞击中心区域的强烈抛射现象,这些被强烈抛射的物体是如何产生并获得较大的抛射速度一直未能被清晰揭示。利用牛顿碰撞定律,研究了被抛射体获得较大抛射速度的一种途径,即撞击的对冲聚合效应。不考虑液滴撞击液面过程中的复杂动力学及热力学过程,将撞击对冲聚合过程简化为两次非弹性碰撞过程,建立了撞击对冲聚合模型。该模型非常简洁地得出了碰撞过程中的被抛射体的速度以及撞击过程中的总动能转化为热能的比率。由于天体撞击过程与液滴撞击过程具有一定的可比性,研究结果对于理解天体撞击抛射和撞击熔融现象非常有意义。     

近床面风沙流的颗粒拟流体大涡模拟分析

通过气相大涡模拟与基于颗粒动理学理论的颗粒相湍流拟流体模型进行耦合,对近床面风沙气固两相三维运动进行了数值计算。相同来流风速下,对跃移层内沙相速度、沙相浓度及沙粒脉动均方根速度沿近床面高度变化进行了统计分析,对比了模拟参数结果与相关实验值之间的差异。结果表明:所建计算模型能较好地揭示近床面风沙流特性,低沙相浓度运动模拟中2种曵力系数模型计算得到的各个宏观参数统计量趋于一致;跃移层内沙相平均流向速度随近床面高度的增加呈递增趋势,沙相浓度随近床面高度的增加呈递减趋势,沙相流向脉动均方根速度在跃移底层呈现单一峰值状。模拟结果获得了与相关实验结论相类似的变化规律,得出准确选取沙粒碰撞弹性恢复系数是准确揭示沙相速度脉动强弱的关键。     

碰撞过程冲力的测量及其应用

碰撞过程产生的冲力具有瞬时和突变的特点,并存在于生产生活各个方面,受到人们关注。通过基于传感器的实时动态数字采集系统测量两物体发生正碰时冲力及物体速度的实时变化,利用动量守恒定理验证冲力测量的准确性。以此为基础,测量、比较了同等条件下,不同品牌、不同材质外壳的移动电源在碰撞过程受到的最大冲力。实验证明平均冲力并不能反映最大冲力的大小,在进行外壳设计时,应考虑最大冲力,以优化结构设计。