烧脑之问:撞击力有多大?

A puzzle: how big is the colliding force?

作为冲击加载的一种类型,撞击指的是一个具有质量m的物体(或结构)以某一初速度V_0撞到另一个物体(或结构)的加载行为,以及由之产生的力学和物理现象。动量-冲量定理是求解撞击问题的基本方程,但仅由此定理并不能解出撞击后各物体的速度,所以刚体动力学中通常建议引进一个"恢复系数"来求得解答。可是,"恢复系数"实际上并不是材料常数,而且仅凭动量-冲量定理和"恢复系数"仍然不能得出撞击脉冲的参数,如峰值力、撞击时长和脉冲形状。本文基于冲击接触力学和结构冲击动力学,对确定撞击脉冲提出了一些思考,并指出工程中沿用的"动载系数"是缺乏理论根据的,许多撞击问题值得深入探讨。