晏 芳， 邓小伟， 余征跃， 洪嘉振

(上海交通大学 工程力学系，上海 200240)

基于二维高速摄影系统的面内碰撞实验研究

晏 芳， 邓小伟， 余征跃， 洪嘉振

(上海交通大学 工程力学系，上海 200240)

以圆柱杆-圆盘为实验对象，进行面内对心正碰实验。研究利用激光测振仪(LDV)、应变片以及二维高速摄影系统准确测量碰撞实验的动态响应的方法，并综合对比其优缺点。实验结果显示，激光测振仪和应变片分别能准确测量单点的速度和应变响应；二维高速摄影系统能测量全场的速度和应变响应，进而对接触碰撞的应变变化过程进行观察，这也验证了数字图像相关(DIC)技术在低速碰撞领域的适用性。但在碰撞分离后，碰撞激发圆盘自由振动所引起的离面位移，会导致二维高速摄影系统所测的应变和速度产生较明显的虚假振荡。

碰撞；实验；高速摄影；激光测振；接触动力学；数字图像相关

碰撞问题广泛存在于各个领域，如航天器对接中对接环的接触碰撞、卫星帆板展开锁定时的撞击等。碰撞问题因其时间短、碰撞力大等特征在系统动力学分析中产生重要影响。近年来碰撞问题的理论分析和数值计算方面的研究比较深入[1-2]。但因碰撞响应时间短、频率高、碰撞力大，碰撞问题的实验方面对设备和方法的要求较高，还有待进一步深入。

碰撞问题的实验研究具有重要意义：一方面可以检验理论分析和数值计算的正确性，如FLORES等[3]通过圆柱杆回弹实验证明其所提出的接触力模型；……