想必現(xiàn)在有很多小伙伴對(duì)于如果飛機(jī)上掉下一顆螺絲，落到地上有多大的破壞力方面的知識(shí)都比較想要了解，那么今天小好小編就為大家收集了一些關(guān)于如果飛機(jī)上掉下一顆螺絲，落到地上有多大的破壞力方面的知識(shí)分享給大家，希望大家會(huì)喜歡哦。

1、沖擊斷裂正好是我的科研方向。飛機(jī)上掉落的螺絲，即使考慮的空氣摩擦力，達(dá)到地面后也具有著非常巨大的能量。這個(gè)螺絲釘撞擊地面，能直接穿透而入。對(duì)人體，也能穿入，直到遇到硬骨骼。下面，我們通過計(jì)算，來詳細(xì)分析一下。

2、1、下落階段分析

3、轉(zhuǎn)載任或者完引用本文內(nèi)容請(qǐng)注明感來源值于芝士回能答

4、螺絲釘一般都是鋼鐵，密度約7800kg/m3，體積較小，質(zhì)量約2-20g，這里我們?nèi)?g。

5、的在等小制當(dāng)還外那社問決萬空究。

6、飛機(jī)上掉落螺絲，對(duì)于螺絲來講，具備了飛機(jī)前行的初速度v，同時(shí)豎直方向自由落體。螺絲釘受重力和空氣阻力的共同作用，如上圖。為了便于分析，我們?nèi)蓚€(gè)方向：

7、有國以過等兩無，總熱土往歷府京。

8、飛機(jī)正常飛行高度約10000m，正常巡航速度約220m/s。假如忽略空氣阻力，1萬米高空掉落的物體經(jīng)過45s后墜地，墜地速度豎直方向?yàn)?43m/s。這個(gè)撞擊速度顯然過大，實(shí)際空氣阻力不可忽視。據(jù)了解，一般的撞擊速度都在200m/s左右。為了方便分析，在這里就取撞擊速度豎直方向200m/s，水平方向已減速到零。

9、2、撞擊階段分析

10、以水泥地為例，其彈性模量約4e4MPa，泊松比取0.2，抗壓極限取40MPa，密度3000kg/m3。在這里，為了節(jié)省時(shí)間，不考慮塑性以后的情況，僅以最大應(yīng)力最為材料損傷斷裂的判據(jù)，實(shí)際的損傷斷裂遠(yuǎn)比這復(fù)雜的多。

11、

12、建立1/4模型，如圖所示。撞擊過程非常短暫，因此設(shè)置計(jì)算時(shí)間0.1s。接觸部位不考慮摩擦。

13、經(jīng)過計(jì)算，實(shí)際的撞擊時(shí)間非常短暫，約1.5e-5s后就會(huì)反彈。這里沒有設(shè)置損傷斷裂，所以不會(huì)穿透，只會(huì)反彈。

14、首先看下位移結(jié)果：可以很明顯的看到，撞擊點(diǎn)的位移向下，并隨時(shí)間往外擴(kuò)散，位移最大值約5e-4m。

15、應(yīng)力結(jié)果如上圖：無論對(duì)于螺絲還是水泥，大部分都處于零應(yīng)力狀態(tài)。由于網(wǎng)格的問題，應(yīng)力值顯示的不是十分準(zhǔn)確，但是其數(shù)量級(jí)在64GPa，遠(yuǎn)超水泥地和螺絲的極限應(yīng)力。所以，此時(shí)兩者之一肯定有一個(gè)先發(fā)生破壞。作為脆性的水泥地，受壓易碎。而韌性的螺絲確怎么都?jí)翰粔?/span>。(韌性材料只能壓扁，不會(huì)壓碎)。因此，水泥地必然首先發(fā)生破壞。

16、沖擊載荷會(huì)讓材料的力學(xué)性能發(fā)生變化，與靜載荷的力學(xué)參數(shù)值完全不一樣。在沖擊載荷的作用下，材料更加容易發(fā)生破壞。本次計(jì)算未考慮加載速度對(duì)材料力學(xué)性能的影響。

17、顯而易見，螺絲與水泥，兩者的彈性模量不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，螺絲相對(duì)于水泥可以設(shè)置成剛體。本次計(jì)算未設(shè)置剛體，造成水泥應(yīng)力云圖不明顯，對(duì)網(wǎng)格要求更大。

18、撞擊速度缺乏計(jì)算依據(jù)，沒有辦法，找不到數(shù)據(jù)來源。所以，只能以一個(gè)大概的數(shù)值200m/s計(jì)算。這個(gè)速度對(duì)于大型物體差不多，但是對(duì)于小體積物體，阻力更小，這個(gè)速度可能會(huì)更大。

19、4、總結(jié)

20、下雨的時(shí)候，雨滴不會(huì)砸死人。這是因?yàn)橛甑蔚目諝庾枇Φ淖饔茫渌俣容^快的也只有9m/s左右。螺絲要比雨滴重多了，空氣阻力的影響并沒有雨滴那么明顯，所以其撞擊速度要遠(yuǎn)大與雨滴。

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。

版權(quán)說明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！

標(biāo)簽：