Se os produtos tiverem amortecedores, ao escolher a duração da aceleração do impacto, as frequências ressonantes mais baixas dos próprios produtos, e não os elementos de proteção, são levadas em consideração.

Os parâmetros a serem verificados são selecionados, alterando qual se pode avaliar a resistência ao choque do equipamento eletrônico como um todo (distorção do sinal de saída, estabilidade das características de funcionamento, etc.).

Ao desenvolver um programa de teste, as direções dos impactos são definidas dependendo das propriedades específicas do REA testado. Se as propriedades do REA são desconhecidas, então o teste deve ser realizado em três direções mutuamente perpendiculares. Neste caso, recomenda-se escolher (da faixa especificada no TS) a duração dos choques que causam excitação ressonante do REE testado.

A resistência ao impacto é avaliada pela integridade estrutural (por exemplo, sem rachaduras, contato). Os produtos são considerados aprovados no teste de impacto se, após o teste, atenderem aos requisitos das normas e PI para este tipo de teste.

Recomenda-se que o teste de impacto seja realizado após o teste de impacto. Muitas vezes eles são combinados. Ao contrário do teste de resistência ao impacto, o teste de resistência ao impacto é realizado sob uma carga elétrica, cuja natureza e parâmetros são estabelecidos em TU e PI. Ao mesmo tempo, é realizado o controle dos parâmetros REA durante o impacto para verificar o desempenho dos produtos e identificar falsos positivos. Os produtos são considerados aprovados no teste se durante e após o mesmo atenderem aos requisitos estabelecidos nas normas e PI para este tipo de teste.

2.3. Tarefa três.

Estudar dispositivos para testar equipamentos eletrônicos para impacto /1. pp.263-268. 2. pp. 171-178. 3. p.138-143/

Dispositivos para testes. Os estandes de impacto são classificados de acordo com os seguintes critérios:

Pela natureza dos golpes reproduzíveis - suportes de golpes únicos e múltiplos;

De acordo com o método de obtenção de sobrecargas de choque - suportes de queda livre e aceleração forçada da plataforma com o produto testado;

De acordo com o design dos dispositivos de freio - com uma bigorna rígida, com uma bigorna elástica, com borracha amortecedora e almofadas de feltro, com dispositivos de freio deformáveis ​​​​dobráveis, com dispositivos de freio hidráulicos, etc.

Dependendo do design do suporte de choque e, em particular, do dispositivo de freio usado nele, são obtidos pulsos de choque de forma semi-senoidal, triangular e trapezoidal.

Para testar REA para impactos únicos, são usados ​​bancos de teste de impacto e, para múltiplos impactos, são usados ​​bancos de teste do tipo came que reproduzem impactos de forma semi-senoidal. Estes suportes utilizam o princípio de queda livre da plataforma com o produto em teste em almofadas de absorção de choque.

Os principais elementos do suporte de impacto do tipo estaca (Fig. 2.3.1.) são: tabela 3; base 7, que serve para amortecer a velocidade da mesa no momento do impacto; guia 4, que garante a posição horizontal da mesa no momento do impacto; juntas 5, formando um impulso de choque.

A energia necessária para criar um impacto é acumulada como resultado do levantamento da mesa com o produto testado fixado nela a uma altura predeterminada. Para levantar a mesa e sua posterior queda, o suporte está equipado com um acionamento e um mecanismo de reset. Energia cinética adquirida pelo corpo no processo

Isolamento acústico que reduz o nível de pressão sonora aos padrões estabelecidos;

Loop de terra, resistência não 40m;

Fundação de concreto.

4. Durante a operação, o suporte de choque deve ser

instalado na fundação.

5. Fonte de alimentação da unidade da rede elétrica CA

tensão 220± V, frequência 50 Hz.

6. O consumo de energia elétrica (máximo) não é

mais de 1kW.

7. A instalação oferece combinações de acelerações e

Mecanismo de impacto. Na mecânica de um corpo absolutamente rígido, o impacto é considerado um processo semelhante a um salto, cuja duração é infinitamente pequena. Durante o impacto, no ponto de contato dos corpos em colisão, surgem forças grandes, mas que atuam instantaneamente, levando a uma mudança finita no momento. Em sistemas reais, forças finitas sempre atuam durante um intervalo de tempo finito, e a colisão de dois corpos em movimento está associada à sua deformação próxima ao ponto de contato e à propagação de uma onda de compressão no interior desses corpos. A duração do impacto depende de muitos fatores físicos: as características elásticas dos materiais dos corpos que colidem, sua forma e tamanho, a velocidade relativa de aproximação, etc.

A mudança na aceleração com o tempo é comumente chamada de impulso de aceleração de choque ou impulso de choque, e a lei da mudança na aceleração com o tempo é chamada de forma de impulso de choque. Os principais parâmetros do pulso de choque incluem aceleração de choque de pico (sobrecarga), a duração da aceleração de choque e a forma do pulso.

Existem três tipos principais de resposta do produto a cargas de choque:

* modo de excitação balístico (quase-amortecimento) (o período de oscilações naturais EI é maior que a duração do pulso de excitação);

* modo de excitação quase-ressonante (o período de oscilações naturais EI é aproximadamente igual à duração do pulso de excitação);

* modo estático de excitação (o período de oscilações naturais EI é menor que a duração do pulso de excitação).

No modo balístico, o valor máximo da aceleração EM é sempre menor que o pico de aceleração do pulso de impacto. Quase-ressonante O modo de excitação quase-ressonante é o mais rígido em termos da magnitude das acelerações excitadas (m é maior que 1). No modo estático de excitação, a resposta do ED repete completamente o pulso atuante (m=1), os resultados do teste não dependem da forma e duração do pulso. Testes na região estática são equivalentes aos testes para os efeitos da aceleração linear, pois pode ser visto como um golpe de duração infinita.

Os testes de queda são realizados em um modo de excitação quase ressonante. A resistência ao impacto é avaliada pela integridade do projeto da usina (sem rachaduras, lascas).

Os testes de impacto são realizados após os testes de impacto sob carga elétrica para verificar a capacidade do ED de desempenhar suas funções em condições de choque mecânico.

Além dos suportes de choque mecânico, são usados ​​suportes de choque eletrodinâmicos e pneumáticos. Em suportes eletrodinâmicos, um pulso de corrente é passado através da bobina de excitação do sistema móvel, cuja amplitude e duração são determinadas pelos parâmetros do pulso de choque. Em suportes pneumáticos, a aceleração do impacto é obtida quando a mesa colide com um projétil disparado de uma pistola de ar.

As características dos suportes de choque variam muito: capacidade de carga, capacidade de carga - de 1 a 500 kg, número de batimentos por minuto (ajustável) - de 5 a 120, aceleração máxima - de 200 a 6000 g, duração dos golpes - de 0,4 a 40 ms.

Estime o tempo de impacto elástico de corpos sólidos, considerando a colisão de uma barra que atinge uma parede estacionária não deformável (Fig.).

Na maioria das vezes, em problemas, assume-se que o impacto elástico de sólidos ocorre instantaneamente, mas é bastante óbvio que essa suposição é uma idealização.
A colisão de corpos reais sempre leva um tempo finito τ . De fato, se a mudança no momento do corpo durante a colisão ocorresse instantaneamente,
F = mΔv/t →0 → ∞
então a força de interação dos corpos no impacto seria infinitamente grande, o que, é claro, não acontece.
O que pode determinar a duração da colisão? Suponhamos que consideramos a reflexão de um corpo elástico a partir de uma parede não deformável. Durante a colisão, a energia cinética do corpo durante a primeira metade da colisão é convertida em energia potencial da deformação elástica do corpo. Durante a segunda metade, a energia de deformação é convertida novamente em energia cinética do corpo saltitante.

Essa ideia foi incorporada no problema de teste 2005. Resolva este problema para entender este momento.
 Tarefa. Duas arruelas perfeitamente elásticas com massas m 1 \u003d m 2 \u003d 240 g cada um desliza translacionalmente em uma superfície horizontal lisa em direção ao outro com velocidades, cujos módulos v 1 \u003d 21 m/s e v 2 \u003d 9,0 m/s. Valor máximo de energia potencial E deformação elástica das arruelas durante sua colisão central é igual a ... J.

Portanto, é óbvio que as propriedades elásticas do corpo desempenham um certo papel em uma colisão. Assim, podemos esperar que a duração do impacto dependa do módulo de Young do material do corpo E, sua densidade ρ e suas dimensões geométricas. É possível que a duração do golpe τ também depende da velocidade v com que o corpo atinge o obstáculo.
É fácil ver que não é possível estimar o tempo de colisão usando apenas considerações dimensionais. De fato, mesmo se tomarmos uma bola como um corpo incidente, cujas dimensões são caracterizadas por apenas um parâmetro - o raio R, então das quantidades E, ρ , R e vé possível compor um conjunto incontável de expressões tendo a dimensão do tempo:
τ = √(ρ/E) × f(ρv 2 /E), (1)
Onde f− função arbitrária de quantidade adimensional ρv 2 /E. Portanto, para encontrar τ é necessária uma consideração dinâmica.
É mais fácil realizar tal consideração para um corpo que tem a forma de uma haste longa.
Deixe uma haste movendo-se com velocidade v, butt-ends em uma parede fixa. Quando a seção final da haste entra em contato com a parede, as velocidades das partículas da haste que se encontram nessa seção desaparecem instantaneamente. No momento seguinte, as partículas localizadas na seção vizinha param, e assim sucessivamente, a seção da haste, cujas partículas já pararam nesse momento, está em estado deformado. Ou seja, neste momento, deforma-se aquela parte da haste, até onde atingiu a onda de deformação elástica, propagando-se ao longo da haste a partir do ponto de contato com a barreira. Esta onda de deformação se propaga ao longo da haste na velocidade do som você. Se assumirmos que a haste entrou em contato com a parede no momento t = 0, então na época t o comprimento da parte comprimida da haste é ut. Esta parte da haste na Fig. uma sombreado.

Na parte não sombreada da haste, as velocidades de todas as suas partículas ainda são iguais v, e na parte comprimida (sombreada) da haste, todas as partículas estão em repouso.
A primeira etapa do processo de colisão da haste com a parede terminará no momento em que toda a haste estiver deformada e as velocidades de todas as suas partículas se tornarem zero (Fig. b).

Neste momento, a energia cinética da haste do projétil é completamente convertida em energia potencial de deformação elástica. Imediatamente após isso, começa a segunda etapa da colisão, na qual a haste retorna ao estado não deformado. Este processo começa na extremidade livre da haste e, propagando-se ao longo da haste na velocidade do som, aproxima-se gradualmente da barreira. Na fig. dentro

a haste é mostrada no momento em que a parte não sombreada não está mais deformada e todas as suas partículas têm uma velocidade v apontando para a esquerda. A área sombreada ainda está deformada e as velocidades de todas as suas partículas são iguais a zero.
O fim do segundo estágio da colisão chegará no momento em que toda a haste não for deformada e todas as partículas da haste adquirirem velocidade v, dirigido oposta à velocidade da haste antes do impacto. Neste momento, a extremidade direita da haste se separa da barreira: a haste não deformada rebate na parede e se move na direção oposta com a mesma velocidade do módulo (Fig. G).

Neste caso, a energia de deformação elástica da barra é completamente convertida em energia cinética.
É claro do que precede que a duração da colisão τ é igual ao tempo de passagem da frente de onda de deformação elástica ao longo da haste para frente e para trás:
τ = 2l/u, (2)
Onde eué o comprimento da haste.
A velocidade do som na haste u pode ser determinada da seguinte forma. Considere a haste no momento t(arroz. uma) quando a onda de deformação se propaga para a esquerda. O comprimento da parte deformada da haste neste momento é igual a ut. Com relação ao estado não deformado, esta parte é encurtada pelo valor vt, igual à distância percorrida neste momento pela parte ainda não deformada da haste. Portanto, a deformação relativa desta parte da haste é igual a v/u. Baseado na Lei de Hooke
v/u = (1/E) × F/S, (3)
Onde S− área da seção transversal da haste, Fé a força que age sobre a haste do lado da parede, E− Módulo de Young.
Uma vez que a deformação relativa v/ué a mesma em todos os momentos enquanto a haste está em contato com a barreira, então, como pode ser visto na fórmula (3), a força F constante. Para encontrar essa força, aplicamos a lei da conservação do momento à parte parada da barra. Antes do contato com a barreira, a parte considerada da haste tinha momento ρSut.v, e no momento t seu momento é zero.
então
ρSut.v = Ft. (4)
Substituindo a força daqui F na fórmula (3), obtemos
u = √(E/ρ). (5)
Agora a expressão para o tempo τ . A deformação de colisão da haste com a parede (2) assume a forma
τ = 2l√(ρ/E). (6)
Tempo de colisão τ pode ser encontrado de outra forma, usando a lei da conservação da energia para isso. Antes da colisão, a barra não é deformada e toda a sua energia é a energia cinética do movimento de translação MV 2/2. Depois de algum tempo τ/2 desde o início da colisão, as velocidades de todas as suas partículas, como vimos, desaparecem, e toda a haste parece deformada (Fig. b). O comprimento da haste diminuiu na quantidade Δl comparado ao seu estado não deformado (Fig. d).

Neste momento, toda a energia da haste é a energia de sua deformação elástica. Essa energia pode ser escrita como
W = k(Δl) 2/2,
Onde k− coeficiente de proporcionalidade entre força e deformação:
F = kΔl.
Este coeficiente, usando a lei de Hooke, é expresso em termos do módulo de Young E e dimensões da haste:
σ = F/S = (∆l/l)E,
F = SEΔl/le F = kΔl,
daqui
k = ES/l. (7)
Deformação máxima Δlé igual à distância sobre a qual as partículas da extremidade esquerda da haste se movem durante o tempo τ/2(arroz. d). Como essas partículas estão se movendo a uma velocidade v, então
Δl = vτ/2. (8)
Igualamos a energia cinética da haste antes do impacto e a energia potencial de deformação. Considerando que a massa da barra
m = ρSl,
e usando as relações (7) e (8), obtemos
ρSlv 2 /2 = ES/(2l) × (vτ/2) 2,
para onde τ novamente obtemos a fórmula (6).
Este tempo de colisão é geralmente muito curto. Por exemplo, para uma haste de aço ( E \u003d 2 × 10 11 Pa, ρ \u003d 7,8 × 10 3 kg / m 3) comprimento 28 cm cálculo pela fórmula (6) dá τ = 10 −4 s.
Força F, agindo na parede durante o impacto, pode ser encontrado substituindo a velocidade do som na haste (5) na fórmula (4):
F = Sv√(ρE). (9)
Pode-se ver que a força que atua na parede é proporcional à velocidade da haste antes do impacto. Mas para a aplicabilidade da solução acima, é necessário que a tensão mecânica da haste F/S não ultrapassou o limite elástico do material do qual a haste é feita. Por exemplo, para o aço, o limite elástico
(F/S) máx = 4 × 10 8 Pa.
Portanto, a velocidade máxima v haste de aço, na qual seu impacto com a barreira ainda pode ser considerado elástico, acaba sendo, de acordo com a fórmula (9), igual a 10 m/s. Isso corresponde à velocidade de queda livre de um corpo de uma altura de apenas 5 m.
Vamos indicar para comparação que a velocidade do som no aço u = 5000 m/s, ou seja v<< u .
O tempo de colisão da haste com uma barreira fixa (em contraste com a força) acabou sendo independente da velocidade da haste. Esse resultado, no entanto, não é universal, mas está relacionado à forma específica do corpo em questão. Por exemplo, para uma bola elástica, o tempo de colisão com a parede depende de sua velocidade. A consideração dinâmica deste caso acaba por ser mais complicada. Isso se deve ao fato de que tanto a área de contato da bola deformada com a parede quanto a força que atua sobre a bola durante a colisão não permanecem constantes.

Punch Power - Exercícios de impulso, velocidade, técnica e força explosiva para lutadores

Punch Power - Exercícios de impulso, velocidade, técnica e força explosiva para lutadores

A questão foi filmada na academia Leader-Sport

Pavel Badyrov, organizador do torneio de força de soco, mestre dos esportes no levantamento de peso, campeão múltiplo e recordista de São Petersburgo no supino, continua falando sobre força de soco, velocidade de soco e também mostra exercícios de força explosiva para lutadores.

Bater

O impacto é uma interação de curto prazo de corpos, durante a qual a energia cinética é redistribuída. Muitas vezes tem um caráter destrutivo para corpos em interação. Na física, o impacto é entendido como tal tipo de interação entre corpos em movimento, em que o tempo de interação pode ser desprezado.

Abstração física

No impacto, a lei da conservação do momento angular e a lei da conservação do momento angular são satisfeitas, mas geralmente a lei da conservação da energia mecânica não é cumprida. Supõe-se que durante o impacto a ação de forças externas pode ser desprezada, então o momento total dos corpos durante o impacto é preservado, caso contrário, o impulso de forças externas deve ser levado em consideração. Parte da energia é normalmente gasta no aquecimento de corpos e som.

O resultado de uma colisão de dois corpos pode ser totalmente calculado se seu movimento antes do impacto e a energia mecânica após o impacto forem conhecidos. Normalmente, considera-se um impacto absolutamente elástico, ou introduz-se o coeficiente de conservação de energia k, como a razão entre a energia cinética após o impacto e a energia cinética antes do impacto quando um corpo atinge uma parede fixa feita do material de outro corpo . Assim, k é uma característica do material do qual os corpos são feitos e (presumivelmente) não depende dos outros parâmetros dos corpos (forma, velocidade, etc.).

Como entender a força de impacto em quilogramas

Momento de um corpo em movimento p=mV.

Ao frear contra um obstáculo, este impulso é “apagado” pelo impulso da força de resistência p=Ft (a força não é constante, mas algum valor médio pode ser obtido).

Obtemos que F = mV / t é a força com que o obstáculo desacelera o corpo em movimento e (de acordo com a terceira lei de Newton) o corpo em movimento atua sobre o obstáculo, ou seja, a força de impacto:
F = mV / t, onde t é o tempo de impacto.

A força do quilograma é apenas uma unidade de medida antiga - 1 kgf (ou kg) \u003d 9,8 N, ou seja, este é o peso de um corpo pesando 1 kg.
Para recalcular, basta dividir a força em newtons pela aceleração da queda livre.

MAIS UMA VEZ SOBRE O PODER DO IMPACTO

A grande maioria das pessoas, mesmo com formação técnica superior, tem uma vaga ideia do que é força de impacto e do que ela pode depender. Alguém acredita que a força de impacto é determinada pelo momento ou energia, e alguém - pela pressão. Alguns confundem golpes fortes com golpes que causam ferimentos, enquanto outros acreditam que a força do golpe deve ser medida em unidades de pressão. Vamos tentar esclarecer este tópico.

A força de impacto, como qualquer outra força, é medida em Newtons (N) e quilograma-força (kgf). Um Newton é a força pela qual um corpo de massa 1 kg recebe uma aceleração de 1 m/s2. Um kgf é uma força que transmite uma aceleração de 1 g = 9,81 m/s2 a um corpo pesando 1 kg (g é a aceleração de queda livre). Portanto, 1 kgf \u003d 9,81 N. O peso de um corpo com massa m é determinado pela força de atração P, com a qual pressiona o suporte: P \u003d mg. Se seu peso corporal é de 80 kg, então seu peso, determinado pela gravidade ou atração, P = 80 kgf. Mas na linguagem comum eles dizem “meu peso é 80 kg”, e tudo é claro para todos. Portanto, muitas vezes eles também dizem sobre a força de impacto que é alguns kg, mas kgf é o significado.

A força do impacto, ao contrário da força da gravidade, é bastante curta no tempo. A forma do pulso de choque (durante colisões simples) é em forma de sino e simétrica. No caso de uma pessoa acertar um alvo, a forma do pulso não é simétrica - aumenta acentuadamente e cai de forma relativamente lenta e em ondas. A duração total do impulso é determinada pela massa investida no golpe, e o tempo de subida do impulso é determinado pela massa do membro de percussão. Quando falamos de força de impacto, sempre nos referimos não à média, mas ao seu valor máximo no processo de impacto.

Vamos jogar um copo não muito forte na parede para que se quebre. Se bater no tapete, pode não quebrar. Para que ele quebre com certeza, é necessário aumentar a força do arremesso para aumentar a velocidade do vidro. No caso da parede, o golpe acabou sendo mais forte, pois a parede é mais dura e, portanto, o vidro quebrou. Como podemos ver, a força que atua no vidro acabou por depender não apenas da força do seu arremesso, mas também da rigidez do local onde o vidro atingiu.

Assim é o golpe de um homem. Nós apenas jogamos nossa mão e a parte do corpo envolvida no golpe no alvo. Como os estudos têm demonstrado (ver "Modelo físico-matemático do impacto"), a parte do corpo envolvida no impacto tem pouco efeito sobre a força do impacto, pois sua velocidade é muito baixa, embora essa massa seja significativa (chega à metade a massa corporal). Mas a força de impacto foi proporcional a essa massa. A conclusão é simples: a força de impacto depende da massa envolvida no impacto, apenas indiretamente, pois é com a ajuda apenas dessa massa que nosso membro de impacto (braço ou perna) é acelerado a velocidades máximas. Além disso, não esqueça que o momento e a energia transmitidos ao alvo no momento do impacto são principalmente (em 50-70%) determinados apenas por essa massa.

Vamos voltar ao poder de perfuração. A força de impacto (F) depende em última análise da massa (m), dimensões (S) e velocidade (v) do membro que atinge, bem como da massa (M) e rigidez (K) do alvo. A fórmula básica para a força de impacto em um alvo elástico é:

Pode-se ver pela fórmula que quanto mais leve o alvo (saco), menor a força de impacto. Para um saco de 20 kg, em comparação com um saco de 100 kg, a força de impacto é reduzida em apenas 10%. Mas para sacos de 6 a 8 kg, a força de impacto já cai em 25 a 30%. É claro que, ao acertar o balão, não obteremos nenhum valor significativo.

Você terá que basicamente tomar as seguintes informações sobre fé.

1. Um soco direto não é o mais forte dos golpes, embora exija boa técnica e principalmente um senso de distância. Embora existam atletas que não sabem bater de lado, mas, via de regra, seu golpe direto é muito forte.

2. A força de um impacto lateral devido à velocidade do membro impactante é sempre maior do que a de um impacto direto. Além disso, com um golpe desferido, essa diferença chega a 30-50%. Por isso, os socos laterais costumam ser os mais nocautes.

3. Um golpe de backhand (como um backfist com giro) é a técnica de execução mais fácil e não requer boa preparação física, praticamente o mais forte entre os golpes de mão, principalmente se o atacante estiver em boa forma física. Você só precisa entender que sua força é determinada por uma grande superfície de contato, que é facilmente alcançável em um saco macio, e em combate real, pelo mesmo motivo, ao atingir uma superfície dura e complexa, a área de contato é bastante reduzida, o a força de impacto cai drasticamente e acaba sendo ineficaz. Portanto, em combate, ainda requer alta precisão, o que não é nada fácil de implementar.

Mais uma vez, ressaltamos que os golpes são considerados a partir de uma posição de força, aliás, em um saco macio e grande, e não na quantidade de dano infligido.

Luvas de projéteis reduzem os acertos em 3-7%.

Luvas usadas para competição atenuam os impactos em 15-25%.

Para referência, os resultados das medições da força dos golpes entregues devem ser os seguintes:

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Força de impacto - exercícios de impulso, velocidade, técnica e força explosiva para lutadores de Pavel Badyrov atualizado: 6 de janeiro de 2018 por: Guru do boxe

Na mecânica, o impacto é a ação mecânica de corpos materiais, levando a uma mudança finita nas velocidades de seus pontos em um período de tempo infinitamente pequeno. Movimento de impacto é um movimento que ocorre como resultado de uma única interação de um corpo (meio) com o sistema em consideração, desde que o menor período de oscilações naturais do sistema ou sua constante de tempo seja proporcional ou maior que o tempo de interação.

Durante a interação de impacto nos pontos considerados, são determinadas as acelerações de impacto, velocidade ou deslocamento. Juntos, esses impactos e reações são chamados de processos de impacto. Os choques mecânicos podem ser únicos, múltiplos e complexos. Processos de choque único e múltiplo podem afetar o aparelho nas direções longitudinal, transversal e em qualquer direção intermediária. Cargas de choque complexas atuam em um objeto em dois ou três planos mutuamente perpendiculares simultaneamente. As cargas de impacto em uma aeronave podem ser não periódicas e periódicas. A ocorrência de cargas de choque está associada a uma mudança brusca na aceleração, velocidade ou direção do movimento da aeronave. Na maioria das vezes, em condições reais, há um processo complexo de choque único, que é uma combinação de um pulso de choque simples com oscilações sobrepostas.

As principais características do processo de choque:

• leis de mudança no tempo de aceleração de impacto a(t), velocidade V(t) e deslocamento X(t) pico de aceleração de choque;
• duração da aceleração do choque frente Tf - intervalo de tempo desde o momento da ocorrência da aceleração do choque até o momento correspondente ao seu valor de pico;
• coeficiente de flutuações sobrepostas de aceleração de choque - a razão da soma total de valores absolutos de incrementos entre valores adjacentes e extremos de aceleração de choque para seu valor de pico dobrado;
• impulso de aceleração de impacto - a integral da aceleração de impacto ao longo de um tempo igual à duração de sua ação.

De acordo com a forma da curva da dependência funcional dos parâmetros de movimento, os processos de choque são divididos em simples e complexos. Processos simples não contêm componentes de alta frequência e suas características são aproximadas por funções analíticas simples. O nome da função é determinado pela forma da curva que aproxima a dependência da aceleração no tempo (semi-senoidal, cosanusoidal, retangular, triangular, dente de serra, trapezoidal, etc.).

Um choque mecânico é caracterizado por uma rápida liberação de energia, resultando em deformações elásticas ou plásticas locais, excitação de ondas de tensão e outros efeitos, às vezes levando ao mau funcionamento e destruição da estrutura da aeronave. A carga de choque aplicada à aeronave excita oscilações naturais rapidamente amortecidas na mesma. O valor da sobrecarga após o impacto, a natureza e a taxa de distribuição de tensão sobre a estrutura da aeronave são determinados pela força e duração do impacto e pela natureza da mudança na aceleração. O impacto, atuando na aeronave, pode causar sua destruição mecânica. Dependendo da duração, complexidade do processo de impacto e sua aceleração máxima durante os testes, é determinado o grau de rigidez dos elementos estruturais da aeronave. Um simples impacto pode causar destruição devido à ocorrência de sobretensões fortes, embora de curto prazo, no material. Um impacto complexo pode levar ao acúmulo de microdeformações de fadiga. Como o projeto da aeronave possui propriedades ressonantes, mesmo um simples impacto pode causar uma reação oscilatória em seus elementos, acompanhada também de fenômenos de fadiga.

Sobrecargas mecânicas causam deformação e quebra de peças, afrouxamento de juntas (soldadas, rosqueadas e rebitadas), desaparafusamento de parafusos e porcas, movimento de mecanismos e controles, resultando em alterações de ajuste e ajuste de dispositivos e outras avarias.

A luta contra os efeitos nocivos das sobrecargas mecânicas é realizada de várias maneiras: aumentando a resistência da estrutura, usando peças e elementos com maior resistência mecânica, usando amortecedores e embalagens especiais e colocação racional de dispositivos. As medidas de proteção contra os efeitos nocivos das sobrecargas mecânicas são divididas em dois grupos:

1. medidas destinadas a assegurar a necessária resistência mecânica e rigidez da estrutura;
2. medidas destinadas a isolar elementos estruturais de influências mecânicas.

Neste último caso, são utilizados vários meios de absorção de choque, juntas isolantes, compensadores e amortecedores.

A tarefa geral de testar uma aeronave para cargas de impacto é verificar a capacidade de uma aeronave e todos os seus elementos para desempenhar suas funções durante e após o impacto, ou seja, manter seus parâmetros técnicos durante o impacto e depois dele dentro dos limites especificados nos documentos regulamentares e técnicos.

Os principais requisitos para testes de impacto em condições de laboratório são a máxima aproximação do resultado de um teste de impacto em um objeto ao efeito de um impacto real em condições naturais de operação e reprodutibilidade do impacto.

Ao reproduzir os modos de carga de choque em condições de laboratório, são impostas restrições à forma do pulso de aceleração instantânea em função do tempo (Fig. 2.50), bem como aos limites permitidos de desvios da forma do pulso. Quase todo pulso de choque na bancada do laboratório é acompanhado por uma pulsação, que é o resultado de fenômenos ressonantes em máquinas de tambor e equipamentos auxiliares. Como o espectro do pulso de choque é principalmente uma característica da ação destrutiva do impacto, mesmo uma pequena pulsação sobreposta pode tornar os resultados da medição não confiáveis.

As bancadas de teste que simulam impactos individuais seguidos de vibrações constituem uma classe especial de equipamentos para testes mecânicos. Os suportes de impacto podem ser classificados de acordo com vários critérios (Fig. 2.5!):

I - de acordo com o princípio da formação do impulso de choque;

II - pela natureza das provas;

III - de acordo com o tipo de carga de choque reproduzível;

IV - de acordo com o princípio da ação;

V - de acordo com a fonte de energia.

Em geral, o esquema do suporte de choque consiste nos seguintes elementos (Fig. 2.52): o objeto de teste, montado em uma plataforma ou contêiner, juntamente com um sensor de sobrecarga de choque; meios de aceleração para comunicar a velocidade requerida ao objeto; dispositivo de frenagem; sistemas de controle; equipamento de gravação para registrar os parâmetros investigados do objeto e a lei de mudança de sobrecarga de choque; conversores primários; dispositivos auxiliares para ajustar os modos de operação do objeto testado; fontes de alimentação necessárias para a operação do objeto testado e equipamento de gravação.

O suporte mais simples para testes de impacto em condições de laboratório é um suporte que funciona com o princípio de deixar cair um objeto de teste fixado em um carro de uma certa altura, ou seja, usando a gravidade da Terra para se dispersar. Nesse caso, a forma do pulso de choque é determinada pelo material e pela forma das superfícies em colisão. Em tais suportes é possível fornecer aceleração de até 80.000 m/s2. Na fig. 2.53, aeb mostra os esquemas fundamentalmente possíveis de tais povoamentos.

Na primeira versão (Fig. 2.53, a) um came especial 3 com um dente de catraca é acionado por um motor. Quando o came atinge a altura máxima H, a mesa 1 com o objeto de teste 2 cai sobre os dispositivos de frenagem 4, que lhe dão um golpe. A sobrecarga de impacto depende da altura da queda H, da rigidez dos elementos de frenagem h, da massa total da mesa e do objeto de teste M e é determinada pela seguinte relação:

Variando esse valor, você pode obter diferentes sobrecargas. Na segunda variante (Fig. 2.53, b), o suporte funciona de acordo com o método de queda.

Bancadas de teste com acionamento hidráulico ou pneumático para acelerar o carro são praticamente independentes da ação da gravidade. Na fig. 2.54 mostra duas opções para suportes pneumáticos de impacto.

O princípio de operação do suporte com uma pistola de ar (Fig. 2.54, a) é o seguinte. O gás comprimido é fornecido à câmara de trabalho /. Ao atingir a pressão predeterminada, que é controlada pelo manômetro, o autômato 2 libera o recipiente 3, onde é colocado o objeto de teste. Ao sair do cano 4 da pistola de ar, o recipiente entra em contato com o dispositivo 5, que permite medir a velocidade do recipiente. A pistola de ar é fixada aos postes de suporte através de amortecedores b. A lei de frenagem dada no amortecedor 7 é implementada alterando a resistência hidráulica do fluido em fluxo 9 no espaço entre a agulha especialmente perfilada 8 e o orifício no amortecedor 7.

O diagrama estrutural de outro suporte de choque pneumático, (Fig. 2.54, b) consiste em um objeto de teste 1, um carro 2 no qual o objeto de teste é instalado, uma junta 3 e um dispositivo de freio 4, válvulas 5 que permitem criar a pressão de gás especificada cai no pistão b, e sistemas de fornecimento de gás 7. O dispositivo de freio é ativado imediatamente após a colisão do carro e a pastilha para evitar que o carro reverta e distorça as formas de onda de choque. A gestão de tais estandes pode ser automatizada. Eles podem reproduzir uma ampla gama de cargas de choque.

Como dispositivo de aceleração, podem ser usados ​​amortecedores de borracha, molas e, em alguns casos, motores assíncronos lineares.

As capacidades de quase todos os suportes de choque são determinadas pelo design dos dispositivos de frenagem:

1. O impacto de um objeto de teste com uma placa rígida é caracterizado pela desaceleração devido à ocorrência de forças elásticas na zona de contato. Esse método de frenagem do objeto de teste permite obter grandes valores de sobrecargas com uma pequena frente de crescimento (Fig. 2.55, a).

2. Para obter sobrecargas em uma ampla faixa, de dezenas a dezenas de milhares de unidades, com seu tempo de subida de dezenas de microssegundos a vários milissegundos, são utilizados elementos deformáveis ​​na forma de uma placa ou gaxeta assente sobre uma base rígida. Os materiais dessas juntas podem ser aço, latão, cobre, chumbo, borracha, etc. (Fig. 2.55, b).

3. Para garantir qualquer lei específica (dada) de mudança de n e t em um pequeno intervalo, são usados ​​elementos deformáveis ​​na forma de uma ponta (britador), que é instalada entre a placa do suporte de impacto e o objeto em teste (Fig. 2.55, c).

4. Para reproduzir um impacto com uma trajetória de desaceleração relativamente grande, é utilizado um dispositivo de frenagem, constituído por uma placa de chumbo, plasticamente deformável, localizada na base rígida do suporte, e uma ponta dura do perfil correspondente que é introduzida na mesma ( Fig. 2.55, d), fixado no objeto ou plataforma do estande . Tais dispositivos de frenagem permitem obter sobrecargas em uma ampla faixa de n(t) com um curto tempo de subida, até dezenas de milissegundos.

5. Um elemento elástico em forma de mola (Fig. 2.55, e) instalado na parte móvel do suporte de choque pode ser usado como dispositivo de frenagem. Este tipo de frenagem fornece sobrecargas semi-sinais relativamente pequenas com uma duração medida em milissegundos.

6. Uma placa de metal perfurável, fixada ao longo do contorno na base da instalação, em combinação com uma ponta rígida da plataforma ou contêiner, fornece sobrecargas relativamente pequenas (Fig. 2.55, e).

7. Elementos deformáveis ​​instalados na plataforma móvel do estande (Fig. 2.55, g), em combinação com um coletor cônico rígido, proporcionam sobrecargas de longa duração com tempo de subida de até dezenas de milissegundos.

8. Um dispositivo de frenagem com arruela deformável (Fig. 2.55, h) permite obter grandes trajetórias de desaceleração para um objeto (até 200 - 300 mm) com pequenas deformações da arruela.

9. A criação em condições de laboratório de pulsos de choque intenso com grandes frentes é possível quando se utiliza um dispositivo de freio pneumático (Fig. 2.55, s). As vantagens do amortecedor pneumático incluem sua ação reutilizável, bem como a possibilidade de reproduzir pulsos de choque de várias formas, incluindo aqueles com uma frente significativa pré-determinada.

10. Na prática de testes de choque, um dispositivo de frenagem na forma de um amortecedor hidráulico tornou-se amplamente utilizado (ver Fig. 2.54, a). Quando o objeto de teste atinge o amortecedor, sua haste fica imersa no líquido. O líquido é empurrado pela ponta da haste de acordo com a lei determinada pelo perfil da agulha reguladora. Alterando o perfil da agulha, é possível realizar diferentes tipos de lei de frenagem. O perfil da agulha pode ser obtido por cálculo, mas é muito difícil levar em conta, por exemplo, a presença de ar na cavidade do pistão, forças de atrito nos dispositivos de vedação, etc. Portanto, o perfil calculado deve ser corrigido experimentalmente. Assim, o método computacional-experimental pode ser utilizado para obter o perfil necessário para a implementação de qualquer lei de frenagem.

O teste de impacto em condições de laboratório apresenta uma série de requisitos especiais para a instalação do objeto. Assim, por exemplo, o movimento máximo permitido na direção transversal não deve ultrapassar 30% do valor nominal; tanto nos testes de resistência ao impacto como nos testes de resistência ao impacto, o produto deve poder ser instalado em três posições perpendiculares entre si com a reprodução do número necessário de impulsos de choque. As características de uso único do equipamento de medição e registro devem ser idênticas em uma ampla faixa de frequência, o que garante o registro correto das relações dos vários componentes de frequência do pulso medido.

Devido à variedade de funções de transferência de diferentes sistemas mecânicos, o mesmo espectro de choque pode ser causado por um pulso de choque de formas diferentes. Isso significa que não há correspondência biunívoca entre alguma função de tempo de aceleração e o espectro de choque. Portanto, do ponto de vista técnico, é mais correto especificar especificações para testes de choque que contenham requisitos para o espectro de choque, e não para o tempo característico da aceleração. Em primeiro lugar, isso se refere ao mecanismo de falha por fadiga de materiais devido ao acúmulo de ciclos de carregamento, que podem ser diferentes de teste para teste, embora os valores de pico de aceleração e tensão permaneçam constantes.

Ao modelar processos de choque, é conveniente compor um sistema de determinação de parâmetros de acordo com os fatores identificados necessários para uma determinação bastante completa do valor desejado, que às vezes pode ser encontrado apenas experimentalmente.

Considerando o impacto de um corpo rígido maciço e em movimento livre sobre um elemento deformável de tamanho relativamente pequeno (por exemplo, em um dispositivo de freio de uma bancada) fixado em uma base rígida, é necessário determinar os parâmetros do processo de impacto e estabelecer as condições sob as quais tais processos serão semelhantes entre si. No caso geral do movimento espacial de um corpo, seis equações podem ser compiladas, três das quais dão a lei da conservação do momento, duas - as leis da conservação da massa e da energia, a sexta é a equação de estado. Essas equações incluem as seguintes quantidades: três componentes de velocidade Vx Vy \ Vz> densidade p, pressão pe entropia. Desprezando as forças dissipativas e supondo que o estado do volume deformável seja isentrópico, pode-se excluir a entropia do número de parâmetros determinantes. Como apenas o movimento do centro de massa do corpo é considerado, é possível não incluir as componentes de velocidade Vx, Vy entre os parâmetros determinantes; Vz e coordenadas dos pontos L", Y, Z dentro do objeto deformável. O estado do volume deformável será caracterizado pelos seguintes parâmetros de definição:

• densidade do material p;
• pressão p, que é mais conveniente levar em conta através do valor da deformação local máxima e Otmax, considerando-o como um parâmetro generalizado da característica de força na zona de contato;
• a velocidade de impacto inicial V0, que é direcionada ao longo da normal à superfície na qual o elemento deformável está instalado;
• tempo atual t;
• peso corporal t;
• aceleração de queda livre g;
• o módulo de elasticidade dos materiais E, uma vez que o estado de tensão do corpo ao impacto (com exceção da zona de contato) é considerado elástico;
• parâmetro geométrico característico do corpo (ou elemento deformável) D.

De acordo com o teorema TS, oito parâmetros, três dos quais têm dimensões independentes, podem ser usados ​​para compor cinco complexos adimensionais independentes:

Complexos adimensionais compostos pelos parâmetros determinados do processo de impacto serão algumas funções dos complexos adimensionais independentes P1-P5.

Os parâmetros a serem determinados incluem:

• deformação local atual a;
• velocidade corporal V;
• força de contato P;
• tensão dentro do corpo a.

Portanto, podemos escrever relações funcionais:

O tipo de funções /1, /2, /e, /4 pode ser estabelecido experimentalmente, levando em consideração um grande número de parâmetros de definição.

Se, com o impacto, não aparecerem deformações residuais nas seções do corpo fora da zona de contato, então a deformação terá caráter local e, consequentemente, o complexo R5 = pY^/E pode ser excluído.

O complexo Jl2 = Pttjjjax) ~ Cm é chamado de coeficiente de massa corporal relativa.

O coeficiente de força de resistência à deformação plástica Cp está diretamente relacionado ao índice característico de força N (o coeficiente de complacência do material, dependendo da forma dos corpos em colisão) pela seguinte relação:

onde p é a densidade reduzida de materiais na zona de contato; Cm = m/(pa?) é a massa relativa reduzida dos corpos em colisão, que caracteriza a razão entre sua massa reduzida M e a massa reduzida do volume deformável na zona de contato; xV é um parâmetro adimensional que caracteriza o trabalho relativo de deformação.

A função Cp - /z (R1 (Rr, R3, R4) pode ser usada para determinar sobrecargas:

Se garantirmos a igualdade dos valores numéricos dos complexos adimensionais IJlt R2, R3, R4 para dois processos de impacto, essas condições, ou seja,

serão critérios para a similaridade desses processos.

Quando essas condições forem atendidas, os valores numéricos das funções /b/g./z» L» me- também serão os mesmos em momentos semelhantes de tempo -V CtZoimax-const; ^r= const; Cp = const, que permite determinar os parâmetros de um processo de impacto simplesmente recalculando os parâmetros de outro processo. Os requisitos necessários e suficientes para a modelagem física dos processos de impacto podem ser formulados da seguinte forma:

1. As partes de trabalho do modelo e do objeto natural devem ser geometricamente semelhantes.
2. Complexos adimensionais, compostos por parâmetros definidores, devem satisfazer a condição (2.68). Apresentando fatores de escala.

Deve-se ter em mente que ao modelar apenas os parâmetros do processo de impacto, os estados de tensão dos corpos (natural e modelo) serão necessariamente diferentes.