Тема 7. Розрахунок конструкцій на динамічні впливи

5. Розрахунки на імпульсну та ударну дію.

Імпульсні навантаження є короткочасними силами або ударами, час дії яких τ не перевищує 2,5Т_s, де Т_s – період найменшої з форм коливань, що враховуються.

Розрізняють одноразові імпульси, для яких навантаження f(t)=0 при t>τ, і імпульси багатократної дії, з числа яких найчастіше виділяють періодичні імпульси, що повторюються кілька разів через рівні проміжки часу Т0.

Імпульс характеризується тривалістю дії τ, формою f(t) і найбільшим значенням Р0 (табл. 17.1), або величиною імпульсу

Усереднена величина сили імпульсу (удару) P_d обчислюється за формулою:

При t < 0,1T_s імпульс можна вважати миттєвим і не розрізняти форми f(t), оскільки усі вони призводять практично до тотожних результатів.

При прямому ударі тіла маси М₀ по конструкції імпульс визначається формулою:

де v₀ – швидкість ударяючого тіла на початку зіткнення, k₀ – коефіцієнт відновлення, залежний від форми і матеріалу тіл.

Якщо маса М₀ мала в порівнянні з сумою мас споруди, то розрахунок на удар можна виконати як на імпульс величиною S, інакше М₀ слід врахувати як приєднану масу і уточнити таким чином частоти власних коливань.

Форма функції f(t) при ударі рекомендується дзвоноподібною (табл. 17.1, № 6).

Сумарне зусилля N при імпульсній дії визначається за формулою:

Аналогічно для удару:

де Nᵢ – узагальнене зусилля і-ї форми коливань, Nₘ – зусилля від ваги тіла, що вдаряється, kf – кількість форм власних коливань, що враховується.

Таблиця 17.1 – Основні форми імпульсних дій