Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Испытание на взрывоопасность военного корабля

Механический или физический удар - это внезапное ускорение, вызванное, например, ударом , падением, толчком, землетрясением или взрывом . Шок - это преходящее физическое возбуждение.

Шок описывает материю, подверженную экстремальной силе во времени. Удар - это вектор, имеющий единицы ускорения (скорости изменения скорости). Единица g (или g ) представляет собой кратное ускорение свободного падения и обычно используется.

Ударный импульс можно охарактеризовать своим пиковым ускорением, длительностью и формой ударного импульса (полусинусоидальный, треугольный, трапециевидный и т. Д.). Спектр реакции Ударной представляет собой способ для дальнейшей оценки механического удара. [1]

Измерение ударов [ править ]

Измерение ударов представляет интерес в нескольких областях, таких как

  • Распространение пяточного толчка по телу бегуна [2]
  • Измерьте силу удара, необходимого для повреждения предмета: хрупкость . [3]
  • Измерьте ослабление ударов через спортивный пол [4]
  • Измерение эффективности амортизатора [5]
  • Измерение шок способность упаковки поглощающий прокладочный [6]
  • Измерьте способность спортивного шлема защищать людей [7]
  • Измерьте эффективность амортизаторов
  • Определение способности конструкций противостоять сейсмическим ударам: землетрясениям и др. [8]
  • Определение того, смягчает ли ткань средства индивидуальной защиты или усиливает удары [9]
  • Проверка способности военного корабля и его оборудования выдерживать взрывные удары [10] [11]

Удары обычно измеряются акселерометрами, но также используются другие преобразователи и высокоскоростная визуализация. [12] Доступен широкий выбор лабораторного оборудования ; также используются автономные регистраторы данных удара .

Полевые толчки очень разнообразны и часто имеют очень неравномерную форму. Даже шоки, контролируемые лабораторией, часто имеют неравномерную форму и включают кратковременные всплески; Шум можно уменьшить с помощью соответствующей цифровой или аналоговой фильтрации. [13] [14]

Основные методы испытаний и спецификации содержат подробную информацию о проведении ударных испытаний. Правильное размещение измерительных инструментов имеет решающее значение. Хрупкие предметы и упакованные товары по-разному реагируют на одинаковые лабораторные удары; [15] Часто требуется повторное тестирование. Например, MIL-STD-810 G Method 516.6 указывает: « не менее трех раз в обоих направлениях вдоль каждой из трех ортогональных осей».

Ударное тестирование [ править ]

Военный транспортный контейнер проходит испытания на падение

Ударное испытание обычно делится на две категории: классическое ударное испытание и испытание на пироудар или баллистический удар. Классические ударные испытания состоят из следующих ударных импульсов: полусинусоида , гаверсинуса, пилообразной волны и трапеции . Испытания на пиррошок и баллистический удар являются специализированными и не считаются классическими ударами. Классические удары можно выполнять с помощью электродинамических (ED) вибростендов, башни свободного падения или пневматических ударных машин. Классический ударный импульс создается, когда стол ударного станка резко меняет направление. Это резкое изменение направления вызывает быстрое изменение скорости, которое создает ударный импульс.

Использование надлежащих методов тестирования и протоколов проверки и валидации важно на всех этапах тестирования и оценки.

Эффекты шока [ править ]

Механический удар может привести к повреждению предмета (например, всей лампочки ) или элемента предмета (например, нити накаливания ):

  • Ломкий или хрупкий предмет может сломаться. Например, два хрустальных бокала для вина могут разбиться при ударе друг о друга. Сдвига штифт в двигателе предназначена для разрушения с определенной величиной шока. Обратите внимание, что мягкий пластичный материал может иногда демонстрировать хрупкое разрушение во время удара из -за наложения температуры и времени .
  • Податливый элемент может быть изогнут шоком. Например, медный кувшин может погнуться при падении на пол.
  • Может показаться, что некоторые элементы не были повреждены одним ударом, но они будут отказываться от усталости при многократных повторяющихся ударах низкого уровня.
  • Удар может привести только к незначительным повреждениям, которые могут не иметь решающего значения для использования. Однако совокупный небольшой урон от нескольких ударов в конечном итоге приведет к тому, что предмет станет непригодным для использования.
  • Удар может не вызвать немедленного видимого повреждения, но может сократить срок службы продукта: снизится надежность .
  • Удар может привести к тому, что элемент не отрегулирован. Например, когда точный научный инструмент подвергается умеренному сотрясению, в соответствии с хорошей метрологической практикой может быть проведена его повторная калибровка перед дальнейшим использованием.
  • Некоторые материалы, такие как первичные взрывчатые вещества, могут взорваться при механическом ударе или ударе.
  • Когда стеклянные бутылки с жидкостью падают или подвергаются ударам, эффект гидравлического удара может вызвать гидродинамическое разрушение стекла. [16]

Соображения [ править ]

Когда лабораторные испытания, полевой опыт или инженерная оценка показывают, что предмет может быть поврежден механическим ударом, можно рассмотреть несколько вариантов действий: [17]

  • Уменьшите и контролируйте входной удар в источнике.
  • Измените предмет, чтобы повысить его прочность, или поддержите его, чтобы лучше выдерживать удары.
  • Используйте амортизаторы , амортизаторы или подушки, чтобы контролировать удары, передаваемые на объект. Амортизация [18] снижает пиковое ускорение за счет увеличения продолжительности удара.
  • Планируйте неудачи: примите определенные потери. Имейте в наличии резервные системы и т. Д.

См. Также [ править ]

  • коэффициент восстановления  - мера, используемая для характеристики неупругих столкновений
  • Амортизация
  • Упругое столкновение
  • Механика разрушения  - область механики, связанная с изучением распространения трещин в материалах.
  • Вязкость разрушения
  • g-force  - термин для ускорения, воспринимаемого как вес и измеряемого акселерометрами
  • Удар (механика)
  • Рывок (физика)  - Скорость изменения ускорения во времени.
  • Модальное тестирование
  • Пластиковое столкновение
  • Пирошок
  • Спектр ответа
  • Ударное крепление
  • Регистратор данных удара
  • Детектор удара
  • Ударная волна  - распространяющееся возмущение
  • Тепловой удар  - физический процесс, при котором тепловой градиент заставляет различные части объекта расширяться на разную величину.
  • Вибрация  - механические колебания около точки равновесия.
  • Гидравлический удар  - скачок давления, когда жидкость вынуждена останавливаться или внезапно менять направление
  • MIL-S-901
  • MIL-STD-810 Раздел 516.6, Ударная нагрузка

Заметки [ править ]

  1. ^ JE, Александр (2009). «Спектр ударной реакции - учебник» (PDF) . Труды IMAC-XXVII, 9-12 февраля 2009 г. Орландо, Флорида, США . Общество экспериментальной механики. Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 9 фев 2015 .
  2. ^ Dickensen, JA (1985). «Измерение ударных волн после удара пяткой во время бега». Журнал биомеханики . 18 (6): 415–422. DOI : 10.1016 / 0021-9290 (85) 90276-3 . PMID 4030798 . 
  3. ^ ASTM D3332-99 (2010) Стандартные методы испытаний на хрупкость продуктов при механическом ударе с использованием ударных машин
  4. ^ ASTM F1543-96 (2007) Стандартная спецификация для свойств амортизации поверхностей ограждений
  5. ^ Walen, AE (1995). «Характеристики амортизаторов для моделирования наземных транспортных средств». JTE . ASTM International. 23 (4). ISSN 0090-3973 . 
  6. ^ ASTM D1596-14 Стандартный метод испытаний характеристик динамической амортизации упаковочного материала
  7. ^ ASTM F429-10 Стандартный метод испытаний амортизационных характеристик защитных головных уборов для футбола
  8. ^ ASTM STP209 Проектирование и испытания строительных конструкций: симпозиумы по сейсмическим и ударным нагрузкам, клееным ламинатом и другим конструкциям.
  9. Перейти ↑ Gibson, PW (1983). «Усиление ударных волн текстильными материалами» (PDF) . J Текстильный институт . 86 (1): 167–177 . Проверено 14 февраля 2015 года .
  10. ^ Критерии Shock Дизайн для надводных кораблей (PDF) , NAVSEA-908-LP-000-3010, ВМС США, 1995, архивируются от оригинала (PDF) на 2015-02-14 , получен 14 февраля +2015
  11. ^ "MIL-S-901D (ВМФ), ВОЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: УДАРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ. ТРЕБОВАНИЯ К СУДОВОМУ ОБОРУДОВАНИЮ, ОБОРУДОВАНИЮ И СИСТЕМАМ ДЛЯ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ВЫСОКОУДАРНОЕ)"
  12. ^ Оседает, Гэри С. (2006), высокая скорость обработки изображений ударной волны, взрывам и выстрелам , 94 , American Scientist, стр. 22-31
  13. ^ ASTM D6537-00 (2014) Стандартная практика инструментальных ударных испытаний упаковки для определения характеристик упаковки
  14. ^ Kipp, WI (февраль 2002), INSTRUMENTATION для ПАКЕТ тестирования производительности (PDF) , Dimensions.02, Международная ассоциация безопасного транзита, Архивировано из оригинального (PDF) на 2015-02-07 , извлекаться 5 фев +2015
  15. ^ Отчет об исследовании ASTM D10-1004, ASTM International
  16. ^ Saitoh, S (1999). «Гидравлический удар разбивания стеклянной тары». Международный стекольный журнал . Faenza Editrice. ISSN 1123-5063 . 
  17. ^ Берджесс, G (март 2000). «Расширение и оценка модели усталости для ударной хрупкости продукта, используемой в конструкции упаковки». J. Тестирование и оценка . 28 (2).
  18. ^ "Пакет амортизирующего дизайна" (PDF) . MIL-HDBK 304C. МО. 1997 г. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • ДеСильва, К.В., «Справочник по вибрации и ударам», CRC, 2005, ISBN 0-8493-1580-8 
  • Harris, CM, and Peirsol, AG «Справочник по ударам и вибрации», 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1 
  • ISO 18431: 2007 - Механическая вибрация и удары
  • ASTM D6537, Стандартная практика инструментальных ударных испытаний упаковки для определения характеристик упаковки.
  • MIL-STD-810 G, Методы испытаний на воздействие окружающей среды и технические рекомендации, 2000 г., раздел 516.6
  • Брольято, Б., "Негладкая механика. Модели, динамика и управление", Springer, Лондон, 2-е издание, 1999.

Внешние ссылки [ править ]

  • Реакция на механический удар, Министерство энергетики, [1]
  • Shock Response Spectrum, праймер, [2]
  • Исследование по применению SRS, [3]