撞擊
編輯在力學中,沖擊是兩個或多個物體碰撞時在短時間內施加的高力或沖擊。 這樣的力或加速度通常比在按比例延長的時間段內施加較小的力具有更大的效果。 效果主要取決于物體彼此的相對速度。
在正常速度下,在完全非彈性碰撞期間,被彈丸撞擊的物體會變形,這種變形會吸收大部分或全部碰撞力。 從能量守恒的角度來看,彈丸的動能由于被擊中物體引起的變形和振動而轉化為熱能和聲能。 然而,這些變形和振動不可能瞬間發生。 高速碰撞(沖擊)不會為這些變形和振動的發生提供足夠的時間。 因此,被撞擊的材料表現得好像比其他情況下更脆,并且大部分施加的力都會使材料破裂。 或者,另一種看待它的方式是,材料實際上在短時間尺度上比在長時間尺度上更脆:這與時間-溫度疊加有關。抗沖擊性隨著彈性模量的增加而降低,這意味著更硬 材料的抗沖擊性較低。 彈性材料將具有更好的抗沖擊性。
與靜態載荷條件相比,不同的材料在沖擊時可能表現出截然不同的方式。 鋼等延展性材料在高負載率下往往會變得更脆,如果不發生穿透,沖擊的反面可能會發生剝落。 動能在截面中的分布方式對于確定其響應也很重要。 彈丸在沖擊點對固體施加赫茲接觸應力,在該點下方有壓縮應力,但在短距離外有彎曲載荷。 由于大多數材料的拉伸強度低于壓縮強度,因此這是裂紋容易形成和擴展的區域。
應用
編輯釘子受到一系列沖擊,每次沖擊都由單錘敲擊。 這些高速沖擊克服了釘子和基材之間的靜摩擦。 打樁機也能達到同樣的目的,盡管規模要大得多,這種方法在土木建筑項目中普遍用于建造建筑物和橋梁的基礎。 沖擊扳手是一種設計用于對螺栓施加扭矩沖擊以擰緊或松開螺栓的裝置。 在正常速度下,施加在螺栓上的力會通過摩擦分散到配合螺紋上。 然而,在沖擊速度下,力作用在螺栓上使其在分散之前移動。 在彈道學中,子彈利用沖擊力來刺穿本來可以抵抗巨大力量的表面。 例如,橡膠板在典型的子彈速度下表現得更像玻璃。 也就是說,它會破裂,不會拉伸或振動。
沖擊理論的應用領域從材料加工優化、沖擊測試、顆粒介質動力學到與人體生物力學相關的醫學應用,尤其是髖關節和膝關節。 此外,它在汽車和軍事工業中也有廣泛的應用。
造成損害的影響
編輯道路交通事故通常涉及沖擊載荷,例如當汽車撞到交通護柱、消火栓或樹木時,損壞僅限于沖擊區域。 當車輛發生碰撞時,損壞隨車輛的相對速度增加而增加,損壞隨速度的平方增加,因為碰撞動能 (1/2 mv2) 是重要的變量。 許多設計努力都是為了提高汽車的抗沖擊性,以盡量減少對用戶的傷害。 這可以通過多種方式實現:例如,將駕駛員和乘客封閉在安全艙內。 該電池經過加固,因此可以在高速碰撞中幸存下來,從而保護用戶。 電池外的身體外殼部分被設計成逐漸皺縮,吸收大部分必須由沖擊消散的動能。
各種沖擊試驗用于評估高負荷對產品和標準板材的影響。 夏比試驗和伊佐德試驗是廣泛用于測試材料的標準化方法的兩個例子。 球或彈丸跌落測試用于評估產品影響。
哥倫比亞號災難是由一大塊聚氨酯泡沫撞擊航天飛機的碳纖維復合材料機翼時造成的沖擊損壞造成的。 盡管在災難發生前已經進行了測試,但測試塊比從助推火箭上掉落并擊中暴露的機翼的塊小得多。
運輸易碎物品時,撞擊和掉落可能會導致產品損壞。
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/215251/