三.机械冲击理论
三机械冲击理论解析
例题
例题2：求缓冲垫的dm与k2
用缓冲衬垫可把在3.35m高度跌落的重 39.17N的产品的最大加速度限制在62g。
dm=2h/Gm K2=(W2Gm2)/(2h)
例题
例题3：一个重45.36N，尺寸为 25.425.425.4cm的产品，能承受达 到50g的冲击而不损坏。该产品的六个 面都同样对冲击敏感。在流通过程中可 能发生的最大跌落高度为1.52，求所需 缓冲材料的弹性系数。假定缓冲材料的 有效长度为缓冲垫总厚度的50%。
（1）失效。又叫严重破损，指产品已经丧失使 用功能而且不可逆转，即不可恢复； （2）失灵。又叫轻微破损，指产品功能虽已丧 失，但可以恢复； （3）商品性破损。主要指不影响产品使用功能 而仅在外观上造成的破损。随可使用，但也降 低商品的价值。
1.1 产品脆值定义
含义：产品经受振动和冲击时用以表示 其强度的定量指标。又称为产品的易损 度。
中的产品牢固的固定在火车车厢上的地板上。将该车 厢连接到每小时16km列车的其他车厢上。如果缓冲 材料的有效长度为总长度的40%，为了防止产品同外 箱“接触到底”，所需缓冲垫的最小厚度是多少？产
品上的Gm是多少？
此值表示产品对外力的承受能力，一般
用重力加速度的倍数G来表示；
1.1 产品脆值
由牛顿第二定律可知，产品受冲击时产生的 加速度正比于它所受到的冲击力。
因此，可以用产品所能承受的最大加速度来 代替产品所能承受的最大冲击力，以产品所
承受的最大加速度与g的比值Gc来代替最大
加速度。 目前国内外都一致以产品破损前的临界加速
根据产品的脆值，考虑到产品的价值、 强度偏差、重要程度等而规定的产品的
许用最大加速度，以[G]表示。
[G]= Gc/n
变速器机械冲击试验
变速器机械冲击试验1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对变速器机械冲击试验的简单介绍以及该试验的重要性和应用领域。
概述部分的内容可以如下编写：引言部分是对本篇文章的一个简要介绍，该文章主要讨论的是变速器机械冲击试验。
变速器是一种非常重要的机械设备，广泛应用于汽车、工程机械等领域，用于调整车辆或机械设备的工作模式以适应不同的工况和行驶速度。
由于变速器在使用过程中会受到各种冲击载荷的作用，因此进行机械冲击试验对于确保其可靠性和性能的可持续性具有至关重要的作用。
机械冲击试验是一种常见的试验方法，通过对变速器进行机械冲击试验能够模拟真实工况下的冲击载荷，对变速器的耐久性能进行评估。
这种试验方法可以模拟变速器在行驶过程中受到的各种冲击，如颠簸道路、急刹车等，进而评估变速器的结构强度、零部件疲劳寿命等指标。
变速器机械冲击试验的意义在于通过对变速器的性能进行评估，可以为设计和优化变速器结构提供依据。
同时，该试验还可以帮助制定相应的技术标准和规范，提高产品质量，并为用户选择合适的变速器提供指导。
另外，变速器机械冲击试验还可以为变速器的故障分析和维修提供数据支持，确保变速器在使用过程中的可靠性和安全性。
综上所述，变速器机械冲击试验作为一种重要的评估手段，对于确保变速器的可靠性和性能具有至关重要的作用。
本文将重点研究变速器机械冲击试验的背景和意义，并对该试验的结果进行总结，同时对未来研究方向进行展望。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组织结构和各个主要部分的内容概要，旨在帮助读者更好地理解整篇文章的框架和内容安排。
具体内容如下：本文分为引言、正文和结论三个部分。
其中，引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
正文部分包括变速器机械冲击试验的背景和意义。
结论部分总结了变速器机械冲击试验的主要结果，并对未来研究进行了展望。
引言部分旨在引入本文的主题，并说明文章结构和目的。
首先，我们将对变速器机械冲击试验进行概述，介绍其基本概念和相关背景。
机械系统中的冲击与振动响应分析
机械系统中的冲击与振动响应分析在机械工程领域中，冲击与振动是一个非常重要的研究课题。
机械系统在运行过程中，常常会受到外界的冲击力或振动力的作用，这些力的存在会对机械系统的性能产生重要影响。
因此，对于机械系统中的冲击与振动响应进行分析和研究，对于提高机械系统的性能和可靠性具有重要意义。
冲击是指突然作用在物体上的力，它的作用时间很短，力的大小和方向也可能会发生突变。
冲击力的作用会导致机械系统发生瞬时的变形和应力集中，从而对系统的工作性能产生不利影响。
为了分析机械系统中的冲击响应，可以采用冲击响应分析方法。
这种方法通过建立机械系统的冲击力与响应之间的数学模型，来预测系统在冲击力作用下的响应情况。
振动是指物体在固有频率下的周期性运动。
机械系统中的振动通常是由于不平衡、不对称、摩擦等原因引起的。
振动力的作用会导致机械系统发生振动响应，从而对系统的工作稳定性和寿命产生不利影响。
为了分析机械系统中的振动响应，可以采用振动响应分析方法。
这种方法通过建立机械系统的振动力与响应之间的数学模型，来预测系统在振动力作用下的响应情况。
冲击与振动响应分析是机械工程中的一个复杂课题，涉及到多学科的知识和方法。
在进行冲击与振动响应分析时，需要考虑到材料的力学性能、结构的刚度和阻尼特性、系统的边界条件等因素。
此外，还需要借助于计算机仿真和实验测试等手段，来验证分析结果的准确性和可靠性。
在冲击与振动响应分析中，常常会遇到一些挑战和困难。
例如，冲击力和振动力的作用时间很短，很难通过传统的测量手段来获取准确的力信号。
此外，机械系统的结构复杂，存在着多种模态的振动，如何正确地对系统进行建模和分析也是一个难题。
针对这些挑战和困难，研究人员提出了一系列的解决方案和方法，如使用高速摄像技术来获取冲击力的时间历程，采用有限元分析方法来建立机械系统的数学模型等。
冲击与振动响应分析在实际工程中有着广泛的应用。
例如，在汽车工程中，需要对汽车底盘的冲击与振动响应进行分析，以提高汽车的行驶舒适性和安全性。
机械零件的动态特性分析与控制
机械零件的动态特性分析与控制在现代工业中，机械零件的动态特性分析与控制是非常重要的课题。
随着科技的进步，机械系统的复杂性不断增加，对于机械零件的动态特性有更高的要求。
本文将对机械零件的动态特性进行分析，并探讨如何通过控制技术来实现其动态特性的控制。
一、机械零件的动态特性分析机械零件的动态特性是指该零件在运动中所表现出的动态行为，包括振动、冲击等。
在机械系统设计中，对机械零件的动态特性进行分析是非常重要的，可以帮助工程师评估零件的可靠性和性能。
在机械系统中，振动是最常见的动态特性之一。
振动会导致机械零件的疲劳破坏和失效，因此对于机械系统中的振动进行分析和控制是非常重要的。
通过振动分析，可以确定机械零件的共振频率和阻尼比，从而避免共振现象的发生，提高机械系统的稳定性和可靠性。
另外，机械零件的冲击特性也是需要关注的。
冲击会导致机械零件的损坏和失效，因此对于机械系统中的冲击进行分析和控制同样是非常重要的。
通过冲击分析，可以确定机械零件在受到冲击时的变形和应力分布，从而设计出更加可靠和耐用的机械零件。
二、机械零件的动态特性控制在实际应用中，为了保证机械系统的性能和可靠性，需要对机械零件的动态特性进行控制。
下面将介绍几种常见的机械零件动态特性控制方法。
1. 结构优化法结构优化法是一种常用的机械零件动态特性控制方法。
通过对机械零件的结构进行优化设计，可以改善其动态特性。
例如，可以通过调整机械零件的几何尺寸、材料选择等方式，减小机械零件的共振频率和阻尼比，从而降低振动和冲击的影响。
2. 被动控制法被动控制法是一种通过添加控制装置来控制机械零件的动态特性的方法。
这种方法的优点是简单易行，成本较低。
例如，可以在机械零件上安装阻尼器、质量块等来增加零件的阻尼比，减小振动的幅值和频率。
3. 主动控制法主动控制法是一种通过激励源来主动改变机械零件的动态特性的方法。
这种方法的优点是可以根据实际运行情况实时调整激励源的激励信号，从而实现对机械零件动态特性的精确控制。
机械结构冲击响应分析与优化设计
机械结构冲击响应分析与优化设计引言：机械结构的冲击响应分析和优化设计是工程领域中的重要课题，它涉及到机械结构的强度、稳定性和可靠性等问题。
在实际工程中，机械结构经常会受到冲击载荷的作用，例如汽车发动机的高速启动、桥梁承受的车辆碰撞力等。
因此，通过冲击响应分析和优化设计，可以保证机械结构在冲击载荷下具有较好的性能。
1. 冲击响应分析的基本原理和方法冲击响应分析是指通过数学模型和计算方法，对机械结构在冲击载荷下的响应进行研究和分析。
在分析过程中，需要考虑结构的动力特性、材料的力学性能以及载荷的影响等因素。
常用的分析方法包括有限元法、模态分析和动力响应分析等。
有限元法是一种常用的数值计算方法，通过将结构离散成小的有限元单元，并利用单元间的相互联系进行计算。
该方法能够考虑结构的几何形状、材料的性能以及边界条件的影响，对于复杂结构的冲击响应分析具有很高的精度和可靠性。
模态分析是一种基于固有振动的分析方法，它将结构视为由若干固有振动模态线性组合而成的形式。
通过计算结构的固有频率和振型，可以得到结构在冲击载荷下的响应情况。
该方法在分析结构的频率响应和振动特性方面具有很高的优势。
动力响应分析是一种基于结构动力学理论的分析方法，它考虑了结构的动力学特性和载荷的影响。
通过建立结构的动力学模型，并利用动力学方程进行计算，可以得到结构在冲击载荷下的动态响应。
该方法在研究结构的动态特性和冲击响应方面具有很高的应用价值。
2. 优化设计的思路和方法在进行优化设计时，需要考虑结构的冲击响应性能以及经济性和制造可行性。
优化设计的思路可以分为以下几个步骤：首先，需要明确优化设计的目标和约束条件。
根据冲击载荷的情况和结构的具体要求，确定冲击响应的目标，例如降低结构的振动加速度、提高结构的稳定性等。
同时，还需要考虑制造工艺和成本等因素，确定优化设计的约束条件。
其次，通过合理的参数设置和设计方案，进行冲击响应的优化计算。
这包括调整结构的几何形状、选择材料和改变结构的边界条件等。
机械冲击试验标准
机械冲击试验标准机械冲击试验是对产品在受到外部冲击时的抗冲击能力进行测试的一种手段。
在现代工业生产中，许多产品都需要经受各种外部冲击，如汽车零部件、电子产品、家具等。
因此，制定一套科学合理的机械冲击试验标准对于确保产品质量和安全具有重要意义。
首先，机械冲击试验标准需要明确测试的目的和方法。
在制定标准时，需要考虑到产品的使用环境和受力情况，以确保测试结果能够准确反映产品在实际使用中的抗冲击能力。
同时，还需要考虑到不同产品的特点和材料的不同，制定相应的测试方法和参数，以保证测试的科学性和可靠性。
其次，机械冲击试验标准需要规定测试设备和测试条件。
在进行机械冲击试验时，需要使用专门的测试设备，如冲击试验机、冲击锤等。
这些设备需要符合相应的标准和规范，以确保测试的准确性和可靠性。
同时，还需要规定测试条件，如温度、湿度等环境因素，以保证测试结果的可比性和可靠性。
另外，机械冲击试验标准还需要规定测试过程和数据处理方法。
在进行机械冲击试验时，需要严格按照标准规定的测试过程进行操作，以确保测试结果的可靠性和可比性。
同时，还需要规定数据处理方法，如数据采集、分析和报告要求，以保证测试结果的科学性和可靠性。
最后，机械冲击试验标准需要注重标准的更新和完善。
随着科学技术的不断发展和产品的不断更新换代，机械冲击试验标准也需要不断更新和完善，以适应新产品的测试需求和新技术的发展。
同时，还需要加强标准的宣传和培训，以提高使用者对机械冲击试验标准的认识和理解，从而更好地指导和规范机械冲击试验工作的开展。
综上所述，机械冲击试验标准的制定是非常重要的，它关系到产品质量和安全，对于推动产品质量提升和技术进步具有重要意义。
因此，我们应该高度重视机械冲击试验标准的制定和实施，不断完善和提高标准的科学性和可靠性，为产品质量和安全保驾护航。
机械工程中的振动与冲击分析
机械工程中的振动与冲击分析振动与冲击是机械工程中常见且重要的现象，对于机械系统的性能和稳定性有着重要的影响。
在机械设计与制造过程中，对振动与冲击进行全面的分析是必要的，可以提高机械系统的可靠性和寿命。
本文将介绍机械工程中振动与冲击的基本概念、分析方法以及它们对机械系统的影响。
首先，让我们来了解振动与冲击的区别。
振动是指物体在固定点或固定坐标系中周期性地来回摆动，而冲击是指物体突然与其他物体发生强烈碰撞所产生的瞬时力或瞬时速度变化。
振动与冲击的分析是通过测量或计算物体在不同时间点的位置、速度、加速度等物理量，来描述和评估它们对机械系统的影响。
对于振动的分析，我们可以从几个方面入手。
首先是振动的原因与来源，可以是外界激励或机械系统内部的自激振动。
外界激励包括机械系统与外界环境的相互作用，如电机的震动、风或水流的冲击等。
自激振动是机械系统在一定条件下由内部因素引起的振动，例如机械传动系统中的齿轮共振、液压冲击等。
其次是振动的传递路径与方式。
振动可以通过机械结构的传导、介质传播以及耦合效应进行传递。
当机械系统中的一个部件振动时，其振动能量会通过与之相连的其他部件传递，形成整个系统的振动响应。
介质传播是指振动通过液体或气体介质进行传递，如声波传播等。
耦合效应是指不同振动模态之间的相互影响，可能导致共振现象的发生。
振动对机械系统的影响是多方面的。
一方面，振动可能会引起机械系统的疲劳破坏，尤其是对于重复加载条件下的机械部件，如弹簧、轴承等。
另一方面，振动还会导致机械系统的动态失稳，使得系统无法工作在设计要求的稳定状态下。
此外，振动还可能产生噪声污染，影响机械系统的使用环境和人员的健康。
与振动相比，冲击的分析更加复杂。
冲击是突然施加到物体上的高能量载荷，会使物体产生较大的应力和应变。
因此，冲击分析需要考虑材料的动力学特性、载荷的变化率、能量的传递方式等因素。
在实际工程中，冲击分析主要应用于设计韧性结构、保护装备及零件、高速冲击试验等领域。
机械冲击试验的三种波形-概述说明以及解释
机械冲击试验的三种波形-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是一篇文章的开端，概述了文章将要讨论的主题和内容。
在本文中，我们将探讨机械冲击试验的三种波形，这些波形对材料的性能有着不同的影响。
通过对三种波形的介绍和分析，我们将深入了解机械冲击试验在材料研究和工程领域中的重要性，并展望未来可能的研究方向。
通过这篇文章，读者可以对机械冲击试验有一个全面的了解，并对其在实际应用中的意义有所认识。
1.2 文章结构:本文将分为三个主要部分：引言、正文和结论。
在引言部分中，将介绍研究的背景和意义，以及文章的结构安排。
正文部分将详细介绍机械冲击试验的概述、三种波形的特点和对材料性能的影响。
最后，在结论部分，将总结三种波形的特点，探讨机械冲击试验的意义，并展望未来可能的研究方向。
整篇文章将以逻辑清晰、数据详实的方式展现机械冲击试验的重要性和影响。
1.3 目的机械冲击试验是一种常用的材料性能测试方法，通过施加冲击载荷来评估材料的抗冲击性能。
本文旨在介绍机械冲击试验中常用的三种波形，包括正弦波冲击、方波冲击和锯齿波冲击。
通过对这三种波形的特点进行分析，探讨它们对材料性能的影响，以及在具体应用中的优缺点。
通过深入了解这些波形的特点，可以更好地选择合适的试验方法，提高材料的抗冲击性能，并为未来的研究工作提供参考和启示。
最终旨在促进机械冲击试验领域的发展，推动材料科学研究的进步。
2.正文2.1 机械冲击试验概述机械冲击试验是一种常用的物理实验方法，用于评估材料在受到外部力作用时的性能表现。
通过施加瞬时冲击负载，可以模拟实际工程中的冲击加载情况，以了解材料的耐冲击性能。
在工程实践中，机械冲击试验广泛应用于汽车碰撞、航空航天、建筑结构等领域。
机械冲击试验通常包括冲击加载器、冲击传感器、数据采集系统等设备。
通过控制冲击加载器施加不同振幅、频率和波形的冲击载荷，可以对材料的动态响应进行精确测量和分析。
此外，冲击传感器可以实时监测冲击载荷的大小和形式，为后续数据处理提供准确的输入。
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1.4 最大加速度
Gm取决于冲击速度、缓冲材料和产品重 量等； Gc取决于产品； 缓冲包装中要求： Gm < [G]= Gc/n 总之： G= a/g， Gm= am/g [G]= [am]/g= Gc/n， Gc= ac/g
例题
例题2：求缓冲垫的dm与k2 用缓冲衬垫可把在3.35m高度跌落的重 39.17N的产品的最大加速度限制在62g。 dm=2h/Gm K2=(W2Gm2)/(2h)
k=√h1/h2
速度增量、冲击参数
冲击引起的破损与以下
三个因素有关: （1）加速度幅值； （2）冲击持续时间； （3）速度增量。
速度增量、冲击参数
机械冲击理论
假设
略去外箱质量，并假设它没有弹簧的作用； 缓冲衬垫没有质量和阻尼，不产生永久变形； 产品包装系统碰撞在完全刚性的地板上； M1«M2； 研究冲击时，可把要害零件暂时忽略不计。
准备知识——产品脆值
1.0 破损定义和分类
破损是指产品物理的或功能的损伤。 丧失了合格品质量指标之一的就叫破损。 根据破损的性质和程度的不同破损可分为： （1）失效。又叫严重破损，指产品已经丧失使 用功能而且不可逆转，即不可恢复； （2）失灵。又叫轻微破损，指产品功能虽已丧 失，但可以恢复； （3）商品性破损。主要指不影响产品使用功能 而仅在外观上造成的破损。随可使用，但也降 低商品的价值。
1.1 产品脆值定义
含义：产品经受振动和冲击时用以表示 其强度的定量指标。又称为产品的易损 度。 此值表示产品对外力的承受能力，一般 用重力加速度的倍数G来表示；
1.1 产品脆值
由牛顿第二定律可知，产品受冲击时产生的 加速度正比于它所受到的冲击力。 因此，可以用产品所能承受的最大加速度来 代替产品所能承受的最大冲击力，以产品所 承受的最大加速度与g的比值Gc来代替最大 加速度。 目前国内外都一致以产品破损前的临界加速 度与g的比值Gc作为脆值的定义。
1.2 G值分类
G值一般可分为： 极限G值：产品不发生物理损伤或功能失 效的能力极限(Gc表示)； 许用G值：根据产品的极限G值，考虑了产 品的价值、强度、重要程度等因素，除以 一个大于1的安全系统之后确定的产品允许 使用的G值(用[G]表示)。
1.3 许用脆值
根据产品的脆值，考虑到产品的价值、 强度偏差、重要程度等而规定的产品的 许用最大加速度，以[G]表示。 [G]= Gc/n n>1(安全系数) [G]< Gc
恢复系数
恢复系数
冲击过程分为两个阶段：变形阶段、 恢复阶段； 恢复系数k： （1）弹性冲击：0< k < 1； （2）完全弹性冲击： k =1； （3）非弹性冲击： k =0；
恢复系数的测定
测定方法 将待测恢复系数的材料制成小球和质量很大的 平板，让后将平板水平的固定，把小球从离平 板高度为h1处自由落下，与水平固定平板冲击 后回弹，记下回弹所能达到的最大高度h2，于 是：
例题
例题3：一个重45.36N，尺寸为 25.425.425.4cm的产品，能承受达 到50g的冲击而不损坏。该产品的六个 面都同样对冲击敏感。在流通过程中可 能发生的最大跌落高度为1.52，求所需 缓冲材料的弹性系数。假定缓冲材料的 有效长度为缓冲垫总厚度的50%。
dm=2h/Gm K2=(W2Gm2)/(2h)
结品的重量
有关； 弹簧或缓冲垫的刚性越大， Gm的数值越大； 跌落高度越高， Gm的数值越大； 产品越重，只要弹簧或缓冲垫有效，则Gm的 数值越小。
冲击持续时间
•包装件与产品在流通系统中，一般 接受机械冲击的持续时间大约在1～ 50ms之间； •冲击时间与跌落高度无关。
预测损坏、检验缓冲垫的效果
水平碰撞
通过计算求出与水平碰撞速度的垂直跌落高度来解决 这样的问题。 例题4：将一个重18.14N的产品包装在线性缓冲材料 中，缓冲材料的k=35kg/cm。将此包装在缓冲材料 中的产品牢固的固定在火车车厢上的地板上。将该车 厢连接到每小时16km列车的其他车厢上。如果缓冲 材料的有效长度为总长度的40%，为了防止产品同外 箱“接触到底”，所需缓冲垫的最小厚度是多少？产 品上的Gm是多少？
机械冲击理论
主要内容
冲击的特点； 冲量定理； 恢复系数； 速度增量、冲击系数； 冲击过程的动能损失； 冲击放大系数与易损关键部件； 水平冲击。
引起机械冲击的原因
野蛮装卸 机械冲击
运输条件
机械冲击的特点
当一个物体的位置、速度或加速度突然发生 变化时就会产生机械冲击。这种冲击的特点 可能是加速度的迅速增大，然后在极短的时 间内迅速减少。
冲击放大与要害零件
冲击放大与要害零件
N为整数，f2为等值冲击频率，f1为要害零件的自然频率
结论
（1）f1/f2<1, f1 <f2,或1/2T1> 1/2T2=即如果冲 击持续时间短于要害零件自然振动周期的一半，则最 大放大系数正好在冲击完了之后出现： Am= Am（t > ） （2）f1/f2 > 1, f1 > f2,或1/2T1 < 1/2T2=即如果 冲击持续时间比要害零件自然振动周期的一半更长， 则最大放大系数是在冲击过程中出现： Am= Am（0≤t ≤ ）
加速度 时间
0.01秒内，从静止匀加速到19.6米/秒的速度，即以200g的加速度运动； 他的体重就会增加200倍， 产品：20毫秒，加速度达到150g（44.1cm）
面积=速度变化
描述机械冲击的参数
冲量定理
例题1：设一产品质量50kg，从1.5m高自由 落下，受地面冲击速度减到0所经历时间为 1=0.01 s，若是跌落在聚苯乙烯泡沫垫上， 冲击时间2=0.4 s （1）这两种情况下产品受到的平均冲击力； （2）若冲击力呈半正弦波形： F（t）=Fmsin（/）t 求两种情况下的最大冲击力