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段某点B时,一旦卸载就线性地从B点到达 C点,CB线近似地平行于OA线,而OC =1.,(俘}(6,。+ 表示不再消失的塑性变形。从图2中看 (17) 到,OA线和CB线都避守虎克定律。我们 由(17)式可知,当完全弹性碰撞时, 知道两球正碰除开始时刻为点接触,以后整 k=1结果与(14)式相同。对于完至非弹性 个过程其接触面的周界为椭圆。显然在碰撞 碰撞,k=0,则t=∞,这意味着两球粘合 过程中该椭圆的长、短牛轴是由署变到最 大,而后再变到最小,由于塑性变形而留下 任一起永不分离。(17)式告诉我们,对于非 弹性碰撞,共碰撞时间不但与两球的质量、 一个小椭圆形的压痕。这是因为碰量开始时 牛径、碰前相对速度以及材料的杨氏模量、 接触点附近的材料,受到接触压应力较大, 泊松系数有关外,还与材料的恢复系数饣有 且意靠近压痕中心的材料,也愈早到达屈服 关。对于球与平板的非弹性碰撞,其碰撞时 极限,因而塑性变形大,而在压痕以外的 间为 材料,接触压应力均在弹性范围内,因而恢 复原状,而无塑性变形。对于压痕内中心 .[(](+))a 点来讲吧,虽处于流动阶段的时间最长,但 4√反 以整个碰撞过程来讲,处于流动阶段的时间 式中m为球的质量,=3π+, 可忽略不计,因为在高应力下晶体的滑移速 R为球牛径,为恢复系数,为球碰撞 度接近于声速。因此非弹性碰撞仍可以近似 前速度。 看作由压缩和恢复两个阶段组成,只是不能 恢复到原来形状而有塑性变形罢了。 三、实验值与理论值的比较 实践是检鉴其理的唯一标准。我们所得 到的公式是否正确还需用实验米检验,K, B.布罗贝格所著《弹性及弹一塑性介质中的 冲击波》一书中,叙逮了关于弹性球撞击弹 性牛无限体的实验。其实验条件为一钢球从 一定高度下落冲击钢板,高度=264mm, 材料的泊松系数均为=0.25,恢复系数 k仁0,92,分别柔用直径为品、6、立时的 图2 三种钢球。其实验结果见表(一)。 压缩阶段相对速度从"。减小到蓉,共 取钢球此重为7.8×103千克/米,杨氏 所需时间为1,显然与(12)式相同为 模量E=2.10×10牛顿/米,由于钢板和 (15) 钢球是同一材料,因此,(18)式中的马可简 化为 恢复阶段速度从0变到,=知,o,无为 2EVR 恢复系数,因此恢复阶段所需时间为 =1.(得) (,。)i(16) 将R、”以及E,",=√2gi、m朵用国 际单位制后代入(18)式中,其计算结果见表 整个碰撞时间为 (二) 16
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