想必现在有很多小伙伴对于如果飞机上掉下一颗螺丝，落到地上有多大的破坏力方面的知识都比较想要了解，那么今天小好小编就为大家收集了一些关于如果飞机上掉下一颗螺丝，落到地上有多大的破坏力方面的知识分享给大家，希望大家会喜欢哦。

1、冲击断裂正好是我的科研方向。飞机上掉落的螺丝，即使考虑的空气摩擦力，达到地面后也具有着非常巨大的能量。这个螺丝钉撞击地面，能直接穿透而入。对人体，也能穿入，直到遇到硬骨骼。下面，我们通过计算，来详细分析一下。

2、1、下落阶段分析

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4、螺丝钉一般都是钢铁，密度约7800kg/m3，体积较小，质量约2-20g，这里我们取5g。

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6、飞机上掉落螺丝，对于螺丝来讲，具备了飞机前行的初速度v，同时竖直方向自由落体。螺丝钉受重力和空气阻力的共同作用，如上图。为了便于分析，我们取两个方向：

7、有国以过等两无，总热土往历府京。

8、飞机正常飞行高度约10000m，正常巡航速度约220m/s。假如忽略空气阻力，1万米高空掉落的物体经过45s后坠地，坠地速度竖直方向为443m/s。这个撞击速度显然过大，实际空气阻力不可忽视。据了解，一般的撞击速度都在200m/s左右。为了方便分析，在这里就取撞击速度竖直方向200m/s，水平方向已减速到零。

9、2、撞击阶段分析

10、以水泥地为例，其弹性模量约4e4MPa，泊松比取0.2，抗压极限取40MPa，密度3000kg/m3。在这里，为了节省时间，不考虑塑性以后的情况，仅以最大应力最为材料损伤断裂的判据，实际的损伤断裂远比这复杂的多。

11、

12、建立1/4模型，如图所示。撞击过程非常短暂，因此设置计算时间0.1s。接触部位不考虑摩擦。

13、经过计算，实际的撞击时间非常短暂，约1.5e-5s后就会反弹。这里没有设置损伤断裂，所以不会穿透，只会反弹。

14、首先看下位移结果：可以很明显的看到，撞击点的位移向下，并随时间往外扩散，位移最大值约5e-4m。

15、应力结果如上图：无论对于螺丝还是水泥，大部分都处于零应力状态。由于网格的问题，应力值显示的不是十分准确，但是其数量级在64GPa，远超水泥地和螺丝的极限应力。所以，此时两者之一肯定有一个先发生破坏。作为脆性的水泥地，受压易碎。而韧性的螺丝确怎么都压不坏。(韧性材料只能压扁，不会压碎)。因此，水泥地必然首先发生破坏。

16、冲击载荷会让材料的力学性能发生变化，与静载荷的力学参数值完全不一样。在冲击载荷的作用下，材料更加容易发生破坏。本次计算未考虑加载速度对材料力学性能的影响。

17、显而易见，螺丝与水泥，两者的弹性模量不在一个数量级上，螺丝相对于水泥可以设置成刚体。本次计算未设置刚体，造成水泥应力云图不明显，对网格要求更大。

18、撞击速度缺乏计算依据，没有办法，找不到数据来源。所以，只能以一个大概的数值200m/s计算。这个速度对于大型物体差不多，但是对于小体积物体，阻力更小，这个速度可能会更大。

19、4、总结

20、下雨的时候，雨滴不会砸死人。这是因为雨滴的空气阻力的作用，其速度较快的也只有9m/s左右。螺丝要比雨滴重多了，空气阻力的影响并没有雨滴那么明显，所以其撞击速度要远大与雨滴。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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