衝撃荷重

一端に固定された均一な断面積のロッドを考えてみましょう。ロッドの自由端に別の移動物体が当たると、ロッドが変形し、ロッド内で応力が発生します。

ロッドが最大応力に達すると、平均位置を中心に振動します。溜まったストレスは、いざ休むと消えていきます。これらのイベントは、衝撃荷重と呼ばれます。

ここでは、打撃体が全エネルギーをロッドに伝達するため、熱放散は発生せず、打撃体はロッドに跳ね返らないと仮定しています。

したがって、最大応力に対応するひずみエネルギーは、打撃物体の運動エネルギーと等しくなります。

変形の弾性領域では、ひずみエネルギーは最大応力と弾性率の観点から書き換えることができます。

用語を並べ替えると、打撃物体の速度に関する最大応力の表現が得られます。

ここで使用される仮定は、実際のシステムでは有効ではないため、衝撃荷重の保守的な設計になります。