球体与平板斜碰撞后运动状态的研究

作者：王庆朋; 刁凯欣; 郑淑月; 王晓莹; 慕文龙; 徐广印^*

来源：机械设计, 2022, 39(12): 31-38.

DOI：10.13841/j.cnki.jxsj.2022.12.020

• 球体
• 斜碰撞
• 运动状态
• 法向和切向回弹
• 摩擦

为了能够预测球体与平板斜碰撞后的运动状态，文中基于独立摩擦回弹建模方法，提出球体碰撞后7种状态下表征参量的计算模型。首先，研究黏着、滑动和滚动单个作用机制下碰撞状态的计算模型，进而推导出4种组合状态下的计算模型。然后，利用文献中球体斜碰撞试验数据，通过与不同状态表征参量结果的对比分析，验证文中模型的有效性。结果表明，当冲击角较小时，碰撞状态主要为黏着或与其相关的混合状态；随着冲击角增加，从黏着过渡到滚动或滑动，状态变化服从能量最小准则。切向冲量与不同影响因素基本为正关系；切向速度的变化规律与回弹角、表观回弹系数基本一致，而与角速度为反关系。文中模型有助于球体或者类球体斜碰撞后运动状态的研究。

• 单位
  机电工程学院; 河南农业大学