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 2,5Тs, де Тs – 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. 7.1), або величиною імпульсу
(7.6)
Усереднена величина сили імпульсу (удару) Pd обчислюється за формулою:
(7.7)
При t < 0,1Ts 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
S = M0 v0 (1 + k0), (7.8)
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
(7.9)
Аналогічно для удару
(7.10)
де Ni – узагальнене зусилля і-ї форми коливань, Nm – зусилля від ваги тіла, що вдаряється, kf – кількість форм власних коливань, що враховується.
Таблиця 7.1 – Основні форми імпульсних дій
Шрифти
Розмір шрифта
Колір тексту
Колір тла