刚性球对弹性膜的撞击
经典物理
2023-01-19 v2 软凝聚态物质
摘要
我们从理论和实验两方面研究了刚性球对弹性膜的轴对称撞击。我们从第一性原理推导了控制方程，并对接触过程中球与膜耦合运动施加了自然的运动学与几何约束。寻找接触表面（碰撞引起的力作用于该表面）的自由边界问题通过迭代方法求解。这得到了一个模型，可详细预测球的轨迹、膜的挠度以及接触过程中的压力分布。我们的模型预测通过与直接实验测量对比得到了验证。此外，我们发现了关于低撞击速度下恢复系数行为、单次回弹中多次接触的可能性以及后续弹跳中的能量恢复的新现象。从这一接触力学模型问题中获得的见解可为自然出现在多种工程应用中的接触问题预测模型开发工作提供参考。
引用
@article{arxiv.2208.11089,
title = {Impact of a rigid sphere onto an elastic membrane},
author = {Elvis A. Agüero and Luke Alventosa and Daniel M. Harris and Carlos A. Galeano-Rios},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.11089},
year = {2023}
}