涉及沖擊力的估算問題

探根究底

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(shè)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?qū)崿F(xiàn),？用行程25mm和50mm 兩種氣缸，是否區(qū)別,？

答,，從題中已知信息，可能氣缸穩(wěn)定時可輸出25kg 的力,。

     撞擊到穩(wěn)定過程輸出的力應(yīng)該是先上升再下降再上升再下降,，以波浪的形式趨於穩(wěn)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(tǒng)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(shù)的方式進行補充）

     假定剛好衝撞產(chǎn)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(shè)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(yīng)當(dāng)可以滿足,，不過這個數(shù)值好大,，若活塞重3kg 則要在50mm(或25mm)行程內(nèi)達到1m/s ；由時間估計很短視為勻加速,，推導(dǎo)出a=10m/s2  t=0.1s 得進氣流量=氣缸體積/進氣時間=0.24L/s

往路過的前輩批評指正,。

wu__xy

看繁體字很不習(xí)慣啊

xueqingchao

體字很不習(xí)慣哦
8 E8 u8 W8 P7 @5 e5 C3 m1.與25和50行程沒關(guān)系,主要給缸徑, 活塞桿及氣壓有關(guān)系;
% K, ~* Y; v6 h0 v* ]) D2 i2.談及沖擊力,對于氣缸首先要考慮氣體的可以壓縮性,沖擊越大壓縮性越大,沖擊力通常又是瞬間產(chǎn)生的值,拋開氣體壓縮性,就要考慮沖擊側(cè)排氣的問題,如果沒有足夠的排氣,缸體前腔有背壓,會影響約束沖擊力,
# P$ A, c0 i! q, d) ?' S3.我認(rèn)為沖擊力與氣缸的推力是有區(qū)別的. 考慮氣缸的同時,也可以考慮一下氣液缸,看是不是更適合你.

newmorn

樓主是否在臺資公司上班?富士康就是用繁體的

oldpipe

% g2 z$ K$ o5 b; t9 r0 ]# @$ K: Q& y
問題沒有出準(zhǔn)�,！皠右幌录纯伞�,，用物理語言來表達應(yīng)該是：|V|>0，除非被撞質(zhì)量與撞擊質(zhì)量的比值極大,，撞擊質(zhì)量忽略不計時,，|V|>0一定成立。定性判斷即可,，往下沒有什么文章好做,。“撞擊到穩(wěn)定過程輸出的力應(yīng)該是先上升再下降再上升再下降,，以波浪的形式趨於穩(wěn)定”,，這個假定在先，已經(jīng)超過動不動的范疇,，深入到動的過程里面去了,，那么還要補充很多條件：撞擊物與被撞擊物的密度，剛性,，接觸面性質(zhì)……,。何況上升之后是否下降，還要看兩個物體的質(zhì)量比等,，事先假定并不一定合理,。這個題目的第一步包含兩個階段：第一步，活塞,、活塞桿,、桿頭撞擊件質(zhì)量體在氣壓作用下做勻加速直線運動（假定氣壓足夠大，足夠穩(wěn)定,，供氣速度足夠快）,，到達撞擊前瞬間質(zhì)量m1達到速度v1-1；第二步,，假定撞擊過程是理想狀態(tài),，沒有能量,、動量損失，則撞擊前后動量守恒,、能量守恒,，以此條件聯(lián)立方程組，解出撞擊后m1的速度v1-2,，m2的速度v2-2,。理想狀態(tài)下，撞擊過程時間為0,，位移為0,，所以氣壓對活塞的作用力F在撞擊過程中做的功和沖量也是0，不影響上解的正確性,。如果假定,、或結(jié)構(gòu)上采取措施,，使撞擊件與被撞擊物在撞擊后合體,，則撞擊后v1-2=v2-2=v2，撞擊過程后再計算F對（m1+m2）,，在初速度v2下作用的效果,。當(dāng)然，理想狀態(tài)并不理想,，那個過程叫沖擊或碰撞,，是比較前沿的力學(xué)領(lǐng)域。

探根究底

newmorn 發(fā)表于 2016-7-1 11:42
" X* R3 }- M: o% d樓主是否在臺資公司上班?富士康就是用繁體的

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探根究底

oldpipe 發(fā)表于 2016-7-1 12:11
問題沒有出準(zhǔn)�,！皠右幌录纯伞�,，用物理語言來表達應(yīng)該是：|V|>0，除非被撞質(zhì)量與撞擊質(zhì)量的比值極大,，撞擊 ...

4 X- ?" @9 a* C' f  ]謝謝回復(fù),，很高興有人認(rèn)證看。我想補充的是 物體移動的方向時垂直向上,， 氣缸的力首先要抵消重力,；V不等于0 要滿足有加速度（合力不等于0），也要給力作用時間,。所以才提出 沖擊力變化的第一個峰要高于30哦,。
估算  假設(shè) 要根據(jù)實際情況 目前不能將時間定為0；
為了減少你所說的密度,，表面情況等 才估算的,；

探根究底

xueqingchao 發(fā)表于 2016-7-1 09:02
' P: x- _" r$ v5 C+ h體字很不習(xí)慣哦
1.與25和50行程沒關(guān)系,主要給缸徑, 活塞桿及氣壓有關(guān)系;
2.談及沖擊力,對于氣缸首先要考 ...

第二點之前沒考慮過 ,，學(xué)到了 謝謝
  O9 v3 T2 {; w3 R

newmorn

探根究底 發(fā)表于 2016-7-1 21:31
8 r9 b2 p" ]' O. L* ^& h2 ^) O# G目前是在臺企，用的是公司電腦寫的 只有繁體輸入法,。

) u: [) K. k0 w# @6 X. b0 a呵呵,我以前也在臺資企業(yè)干過!
3 Z5 r4 u& I0 {/ N, y

tjhongtian

看到繁體字,，比較反感，不看了