视频放上来:
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其实这个问题深究起来可以一直深究下去,就损伤而言比如整车的碰撞伤害的就不光是车的强度问题了,因为乘员对加速度也是有承受极限的,所以我在这里对问题做进一步具体然后用有限元的数值方法模拟。
如果要考察撞击后的伤害值,肯定是要考虑撞体的材料性质的,那就假设为最简单的弹性体,在我这里模型被具体量化,所有柱体的质量7E-6吨,一倍速率V=8m/s, 两倍速率 2V=16m/s,
完全是理想化的碰撞,只考虑接触中可能的滑动摩擦。
柱体材料也是简化的弹性模型,弹性阶段性质与橡胶材料基本相似。
为什么这样做,因为说到伤害本质上还是结构受力导致的,只是碰撞的受力的时间相对较短而且如果是硬材料在这速度下变形也会很小,那么对于整个能量转化的过程看的就不明显,所以选用软材料,方便观察变形发生的过程。
就题主的问题而言,碰撞物的伤害,这里从两个指标进行衡量:
1,)整个碰撞过程中软体内发生的最大应力(关于应力可以打个不恰当的比喻,
如果把碰撞比喻成两军交战,那么应力最大的地方就相当于军队中最先负伤的分队,
至于有没有被K.O掉那就要看他们的扛打能力了,反映回去就是材料的一个损伤极限),这样从一个局部就可以反映出碰撞体的伤害情况。
2.)另一个是从撞体全局来看,在碰撞过程中柱体所发生的最大形变,
具体指标是以软柱体在撞击方向首尾两端所发生的相对位移的最大值,有没有溃不成军。
好的,下面我稍微详尽下简化模型:
第一组是等速率(8m/s)相向而撞得等质量软柱体,分别编号1与2
第二组是等质量编号3软柱体以上一组的两倍速率(16m/s)撞向等质量静止的软柱体4.
FE(有限元)简化模型如下:
下面是数值模拟的结果: