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涉及冲击力的估算问题

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1#
发表于 2016-6-30 23:37:46 | 只看该作者 回帖奖励 | 倒序浏览 | 阅读模式
今天同時問了個問題,感覺挺有意思的,不知道問題本身是否有問題,但還是嘗試解答下,分析不出來。
氣缸直徑25mm 氣源提供氣壓0.5Mpa 流量假設很大,可以短時間填充氣缸。打算用氣缸活塞撞擊物體的衝擊力,頂起30KG的物體,(動一下即可),問能夠實現?用行程25mm和50mm 兩種氣缸,是否區別?
答,從題中已知信息,可能氣缸穩定時可輸出25kg 的力。
撞擊到穩定過程輸出的力應該是先上升再下降再上升再下降,以波浪的形式趨於穩定(25kg的力即250N),從同事的意思可以理解問第一個波峰的值,是否到與30KG 。氣缸的行,程又是否影響。
我個人是這樣想的,將氣缸活塞和物體視作一個系統研究,(我不確定,在活塞和物體撞擊過程中,活塞還受氣體推力的影響,這個因素在用能量定理估計的時能否忽略,為了考慮簡便一點,還是忽略了,之後以類似考慮安全係數的方式進行補充)
假定剛好衝撞產生的力達臨界點(30kg的力),撞擊時間0.02s 則動量變化為Δmv=30*10*0.02=6 kg.m/s.假設初次撞擊為完全彈性碰撞,即可暫定 氣缸活塞撞擊前的一瞬間動量可視為3kg.m/s .
考慮到實際過程中氣缸仍受氣體推力,撞擊時間可能更小。3kg.m/s應當可以滿足,不過這個數值好大,若活塞重3kg 則要在50mm(或25mm)行程內達到1m/s ;由時間估計很短視為勻加速,推導出a=10m/s2 t=0.1s 得進氣流量=氣缸體積/進氣時間=0.24L/s
往路过的前辈批评指正。
( y# Q, m0 o1 a6 t
2#
发表于 2016-7-1 08:40:45 | 只看该作者
繁体字很不习惯啊
3#
发表于 2016-7-1 09:02:51 | 只看该作者
体字很不习惯哦
% r* G8 t s. D$ |' a9 | N1.与25和50行程没关系,主要给缸径, 活塞杆及气压有关系;, X- D5 B. K; L/ E! w( ?( l
2.谈及冲击力,对于气缸首先要考虑气体的可以压缩性,冲击越大压缩性越大,冲击力通常又是瞬间产生的值,抛开气体压缩性,就要考虑冲击侧排气的问题,如果没有足够的排气,缸体前腔有背压,会影响约束冲击力," Y6 F# [" H" O. h3 s e
3.我认为冲击力与气缸的推力是有区别的. 考虑气缸的同时,也可以考虑一下气液缸,看是不是更适合你.
4#
发表于 2016-7-1 11:42:37 | 只看该作者
楼主是否在台资公司上班?富士康就是用繁体的
5#
发表于 2016-7-1 12:11:18 | 只看该作者
本帖最后由 oldpipe 于 2016-7-1 12:12 编辑0 s4 R, Z. C9 \* \5 O6 [& S0 _ J

! ?& n3 g( @0 P3 K问题没有出准。“动一下即可”,用物理语言来表达应该是:|V|>0,除非被撞质量与撞击质量的比值极大,撞击质量忽略不计时,|V|>0一定成立。定性判断即可,往下没有什么文章好做。“撞擊到穩定過程輸出的力應該是先上升再下降再上升再下降,以波浪的形式趨於穩定”,这个假定在先,已经超过动不动的范畴,深入到动的过程里面去了,那么还要补充很多条件:撞击物与被撞击物的密度,刚性,接触面性质……。何况上升之后是否下降,还要看两个物体的质量比等,事先假定并不一定合理。这个题目的第一步包含两个阶段:第一步,活塞、活塞杆、杆头撞击件质量体在气压作用下做匀加速直线运动(假定气压足够大,足够稳定,供气速度足够快),到达撞击前瞬间质量m1达到速度v1-1;第二步,假定撞击过程是理想状态,没有能量、动量损失,则撞击前后动量守恒、能量守恒,以此条件联立方程组,解出撞击后m1的速度v1-2,m2的速度v2-2。理想状态下,撞击过程时间为0,位移为0,所以气压对活塞的作用力F在撞击过程中做的功和冲量也是0,不影响上解的正确性。如果假定、或结构上采取措施,使撞击件与被撞击物在撞击后合体,则撞击后v1-2=v2-2=v2,撞击过程后再计算F对(m1+m2),在初速度v2下作用的效果。当然,理想状态并不理想,那个过程叫冲击或碰撞,是比较前沿的力学领域。
6#
楼主 | 发表于 2016-7-1 21:31:02 | 只看该作者
newmorn 发表于 2016-7-1 11:42 + R/ |, d3 B6 f
楼主是否在台资公司上班?富士康就是用繁体的

7 ^- h- P+ [7 P目前是在台企,用的是公司电脑写的 只有繁体输入法。
& R9 v; O( X, l W( x7 y
7#
楼主 | 发表于 2016-7-1 21:44:20 | 只看该作者
oldpipe 发表于 2016-7-1 12:11
4 l( s" u) I$ ~+ ^: P$ \2 A问题没有出准。“动一下即可”,用物理语言来表达应该是:|V|>0,除非被撞质量与撞击质量的比值极大,撞击 ...
3 P: i* ?$ ~/ P1 A" m- ]0 t1 B
谢谢回复,很高兴有人认证看。我想补充的是 物体移动的方向时垂直向上, 气缸的力首先要抵消重力;V不等于0 要满足有加速度(合力不等于0),也要给力作用时间。所以才提出 冲击力变化的第一个峰要高于30哦。
* Y7 u) ^; Z( x5 c7 s估算 假设 要根据实际情况 目前不能将时间定为0;
$ e- Q8 S: N* ]8 n: y. O% q为了减少你所说的密度,表面情况等 才估算的;
4 |1 R$ {) f0 I; x8 G9 p! s, h
, G" I8 O- Q( |4 ^4 N
8#
楼主 | 发表于 2016-7-1 21:45:15 | 只看该作者
xueqingchao 发表于 2016-7-1 09:02
0 j' f/ S/ _1 L" ~体字很不习惯哦
+ R" u- J' l+ F9 |4 T( I# Z5 H1.与25和50行程没关系,主要给缸径, 活塞杆及气压有关系; * R2 q- U8 W. u3 y. U* q+ t& P; [8 f" |
2.谈及冲击力,对于气缸首先要考 ...

) ]( `% }0 Q2 G( O0 O1 }第二点之前没考虑过 ,学到了 谢谢0 c; V7 |* m' x$ J
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发表于 2016-7-2 08:59:34 | 只看该作者
探根究底 发表于 2016-7-1 21:31 - M a, @3 e- _; |& \6 g7 I
目前是在台企,用的是公司电脑写的 只有繁体输入法。

) N- \/ i* }% ^3 `呵呵,我以前也在台资企业干过!: [& y: c2 k. k6 U6 [) \
10#
发表于 2016-7-7 16:05:56 | 只看该作者
看到繁体字,比较反感,不看了
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