ช็อต (กลศาสตร์)
กลหรือทางกายภาพช็อตเป็นอย่างฉับพลันเร่งความเร็วเกิดขึ้นตัวอย่างเช่นโดยผลกระทบลดลงเตะแผ่นดินไหวหรือการระเบิด การช็อกเป็นการกระตุ้นทางกายภาพชั่วคราว
การช็อกอธิบายถึงสสารที่มีอัตราแรงมากตามเวลา ช็อตเป็นเวกเตอร์ที่มีหน่วยของความเร่ง (อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว) หน่วยg (หรือg ) แสดงถึงทวีคูณของความเร่งของแรงโน้มถ่วงและใช้ตามอัตภาพ
พัลส์ช็อกสามารถจำแนกได้จากความเร่งสูงสุดระยะเวลาและรูปร่างของพัลส์ช็อก (ครึ่งไซน์สามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมคางหมู ฯลฯ ) สเปกตรัมการตอบสนองช็อกเป็นวิธีการประเมินต่อช็อตกล [1]
การวัดแรงกระแทก
การวัดแรงกระแทกเป็นที่สนใจในหลายสาขาเช่น
- การแพร่กระจายของแรงกระแทกที่ส้นเท้าผ่านร่างกายของนักวิ่ง[2]
- การวัดขนาดของความจำเป็นในช็อตที่จะทำให้เกิดความเสียหายให้กับรายการนี้เปราะบาง [3]
- วัดการลดทอนแรงกระแทกผ่านพื้นกีฬา[4]
- การวัดประสิทธิภาพของโช้คอัพ[5]
- การวัดความสามารถในการดูดซับแรงกระแทกของการกันกระแทกของหีบห่อ[6]
- วัดความสามารถของหมวกกันน็อคนักกีฬาเพื่อปกป้องผู้คน[7]
- วัดประสิทธิภาพของอุปกรณ์กันกระแทก
- การกำหนดความสามารถของโครงสร้างในการต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว: แผ่นดินไหวเป็นต้น[8]
- การพิจารณาว่าผ้าป้องกันส่วนบุคคลลดทอนหรือขยายแรงกระแทก[9]
- การตรวจสอบว่าเรือเดินสมุทรและยุทโธปกรณ์สามารถรอดจากแรงกระแทกจากระเบิดได้[10] [11]
โดยปกติแล้วจะวัดแรงกระแทกโดยเครื่องวัดความเร่งแต่ยังใช้ทรานสดิวเซอร์อื่น ๆและการถ่ายภาพความเร็วสูง [12]มีเครื่องมือในห้องปฏิบัติการให้เลือกมากมาย นอกจากนี้ยังใช้เครื่องบันทึกข้อมูลช็อตแบบสแตนด์อะโลน
แรงกระแทกในสนามมีความแปรปรวนสูงและมักมีรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอ แม้แต่การกระแทกที่ควบคุมโดยห้องปฏิบัติการก็มักจะมีรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอและรวมถึงระยะเวลาสั้น ๆ สามารถลดเสียงรบกวนได้โดยการกรองแบบดิจิตอลหรืออนาล็อกที่เหมาะสม [13] [14]
การควบคุมวิธีการทดสอบและข้อมูลจำเพาะให้รายละเอียดเกี่ยวกับการทดสอบการกระแทก การจัดวางเครื่องมือวัดให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ สินค้าที่เปราะบางและสินค้าบรรจุหีบห่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของการกระแทกในห้องปฏิบัติการที่สม่ำเสมอ [15]มักเรียกการทดสอบแบบจำลอง ตัวอย่างเช่นMIL-STD-810 G Method 516.6 ระบุว่า: อย่างน้อยสามครั้งในทั้งสองทิศทางตามแนวมุมฉากทั้งสามแกน "
การทดสอบแรงกระแทก
โดยทั่วไปการทดสอบการกระแทกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ การทดสอบการกระแทกแบบคลาสสิกและการทดสอบการกระแทกแบบไพโรชอคหรือขีปนาวุธ ทดสอบช็อตคลาสสิกประกอบด้วยแรงกระตุ้นช็อตต่อไปนี้: ครึ่งไซน์ , haversine, คลื่นฟันเลื่อยและรูปสี่เหลี่ยมคางหมู การทดสอบ Pyroshock และ ballistic shock เป็นแบบพิเศษและไม่ถือว่าเป็นการกระแทกแบบคลาสสิก การกระแทกแบบคลาสสิกสามารถทำได้บน Electro Dynamic (ED) Shakers, Free Fall Drop Tower หรือ Pneumatic Shock Machines แรงกระตุ้นการกระแทกแบบคลาสสิกถูกสร้างขึ้นเมื่อโต๊ะเครื่องช็อตเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน การเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหันนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างรวดเร็วซึ่งสร้างแรงกระตุ้นจากแรงกระแทก
การใช้ที่เหมาะสมวิธีการทดสอบและการตรวจสอบและการตรวจสอบโปรโตคอลมีความสำคัญสำหรับทุกขั้นตอนของการทดสอบและการประเมินผล
ผลกระทบจากการช็อก
การช็อตเชิงกลมีโอกาสทำให้สิ่งของเสียหาย (เช่นหลอดไฟทั้งหลอด ) หรือส่วนประกอบของสินค้า (เช่นไส้หลอดในหลอดไส้ ):
- เปราะรายการหรือบอบบางสามารถแตกหัก ตัวอย่างเช่นแก้วไวน์คริสตัลสองอันอาจแตกเมื่อกระทบกัน ขาเฉือนในเครื่องยนต์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อการแตกหักกับขนาดที่เฉพาะเจาะจงของช็อต โปรดทราบว่าบางครั้งวัสดุที่มีความเหนียวนุ่มอาจมีการแตกหักระหว่างการกระแทกเนื่องจากการวางซ้อนของอุณหภูมิตามเวลา
- อ่อนรายการสามารถงอโดยช็อต ตัวอย่างเช่นเหยือกทองแดงอาจโค้งงอเมื่อทิ้งลงบนพื้น
- สิ่งของบางอย่างอาจดูเหมือนว่าจะไม่ได้รับความเสียหายจากการกระแทกเพียงครั้งเดียว แต่จะมีอาการล้าจากการกระแทกระดับต่ำหลายครั้ง
- การกระแทกอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายเพียงเล็กน้อยซึ่งอาจไม่สำคัญต่อการใช้งาน อย่างไรก็ตามความเสียหายเล็กน้อยสะสมจากการกระแทกหลายครั้งจะส่งผลให้ไอเทมนั้นไม่สามารถใช้งานได้ในที่สุด
- การกระแทกอาจไม่สร้างความเสียหายที่ชัดเจนในทันที แต่อาจทำให้อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์สั้นลง: ความน่าเชื่อถือจะลดลง
- การกระแทกอาจทำให้รายการปรับไม่ได้ ตัวอย่างเช่นเมื่อเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่มีความแม่นยำต้องได้รับแรงกระแทกปานกลางการปฏิบัติทางมาตรวิทยาที่ดีอาจต้องทำการสอบเทียบใหม่ก่อนที่จะใช้งานต่อไป
- วัสดุบางชนิดเช่นวัตถุระเบิดแรงสูงขั้นต้นอาจระเบิดด้วยการกระแทกหรือแรงกระแทกทางกล
- เมื่อขวดแก้วของของเหลวจะลดลงหรืออาจมีการช็อตที่ค้อนน้ำผลอาจก่อให้เกิดอุทกพลศาสตร์แตกแยกแก้ว [16]
ข้อควรพิจารณา
เมื่อการทดสอบในห้องปฏิบัติการประสบการณ์ภาคสนามหรือการตัดสินทางวิศวกรรมบ่งชี้ว่าสิ่งของอาจได้รับความเสียหายจากการกระแทกทางกลอาจพิจารณาแนวทางปฏิบัติหลายประการ: [17]
- ลดและควบคุมการช็อตอินพุตที่ต้นทาง
- ปรับเปลี่ยนรายการเพื่อปรับปรุงความเหนียวหรือรองรับเพื่อรองรับแรงกระแทกได้ดีขึ้น
- ใช้โช้คอัพอุปกรณ์กันกระแทกหรือหมอนอิงเพื่อควบคุมแรงกระแทกที่ส่งไปยังสิ่งของ การกันกระแทก [18]ช่วยลดอัตราเร่งสูงสุดโดยการยืดระยะเวลาของการกระแทก
- วางแผนสำหรับความล้มเหลว: ยอมรับการสูญเสียบางอย่าง มีระบบซ้ำซ้อน ฯลฯ
ดูสิ่งนี้ด้วย
- ค่าสัมประสิทธิ์การชดใช้ - การวัดที่ใช้ในการระบุลักษณะการชนที่ไม่ยืดหยุ่น
- กันกระแทก
- การชนกันของยางยืด
- กลศาสตร์การแตกหัก - สาขากลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการแพร่กระจายของรอยแตกในวัสดุ
- ความเหนียวแตกหัก
- g-force - คำศัพท์สำหรับการเร่งความเร็วรู้สึกว่าเป็นน้ำหนักและวัดได้โดย accelerometers
- ผลกระทบ (กลศาสตร์)
- กระตุก (ฟิสิกส์) - อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร่งตามเวลา
- การทดสอบโมดอล
- การชนกันของพลาสติก
- Pyroshock
- สเปกตรัมการตอบสนอง
- เมาท์ช็อต
- เครื่องบันทึกข้อมูลช็อต
- เครื่องตรวจจับแรงกระแทก
- คลื่นกระแทก - การแพร่กระจายของสิ่งรบกวน
- ช็อกจากความร้อน - กระบวนการทางกายภาพที่การไล่ระดับความร้อนทำให้ส่วนต่างๆของวัตถุขยายตัวตามปริมาณที่ต่างกัน
- การสั่นสะเทือน - การสั่นเชิงกลเกี่ยวกับจุดสมดุล
- ค้อนน้ำ - แรงดันไฟกระชากเมื่อของเหลวถูกบังคับให้หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางกะทันหัน
- MIL-S-901
- MIL-STD-810มาตรา 516.6, ช็อต
หมายเหตุ
- ^ JE, อเล็กซานเด (2009) "ช็อกตอบสนองสเปกตรัม - รองพื้น" (PDF) การดำเนินการของ IMAC-XXVII, 09-12 กุมภาพันธ์ 2009 ออร์แลนโด, ฟลอริด้าประเทศสหรัฐอเมริกา สมาคมกลศาสตร์การทดลอง. เก็บจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2016-03-04 . สืบค้นเมื่อ9 ก.พ. 2558 .
- ^ Dickensen, JA (1985). "การวัดคลื่นกระแทกหลังส้นเท้าฟาดขณะวิ่ง". วารสารชีวกลศาสตร์ . 18 (6): 415–422 ดอย : 10.1016 / 0021-9290 (85) 90276-3 . PMID 4030798
- ^ ASTM D3332-99 (2010) วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความเปราะบางของการสั่นสะเทือนเชิงกลของผลิตภัณฑ์โดยใช้เครื่องช็อต
- ^ ASTM F1543-96 (2007) ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับคุณสมบัติการลดทอนแรงกระแทกของพื้นผิวฟันดาบ
- ^ Walen, AE (1995). "ลักษณะเฉพาะของโช้คอัพสำหรับการจำลองยานพาหนะภาคพื้นดิน" JTE . ASTM International 23 (4). ISSN 0090-3973
- ^ ASTM D1596-14 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับลักษณะการกระแทกกระแทกแบบไดนามิกของวัสดุบรรจุภัณฑ์
- ^ ASTM F429-10 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับลักษณะการลดทอนแรงกระแทกของหมวกป้องกันสำหรับฟุตบอล
- ^ ASTM STP209 การออกแบบและทดสอบโครงสร้างอาคาร: การประชุมวิชาการเกี่ยวกับการโหลดแผ่นดินไหวและแรงกระแทกเคลือบลามิเนตและโครงสร้างอื่น ๆ
- ^ กิบสัน, PW (1983). "การขยายของคลื่นกระแทกจากวัสดุสิ่งทอ" (PDF) สถาบันเจสิ่งทอ . 86 (1): 167-177 สืบค้นเมื่อ14 กุมภาพันธ์ 2558 .
- ^ เกณฑ์การออกแบบการกระแทกสำหรับเรือผิวน้ำ (PDF) , NAVSEA-908-LP-000-3010, กองทัพเรือสหรัฐฯ, 1995, เก็บถาวรจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2015-02-14 , สืบค้นเมื่อ14 กุมภาพันธ์ 2015
- ^ "MIL-S-901D (NAVY) ข้อกำหนดทางทหาร: การทดสอบการกระแทก HI (High-IMPACT) SHIPBOARD MACHINERY, EQUIPMENT, AND SYSTEMS, REQUIREMENTS FOR"
- ^ Settles, Gary S. (2006), High-speed Imaging of Shock Wave, Explosions and Gunshots , 94 , American Scientist, pp. 22–31
- ^ ASTM D6537-00 (2014) แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการทดสอบแรงกระแทกของหีบห่อที่ใช้เครื่องมือสำหรับการกำหนดประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์
- ^ Kipp, WI (กุมภาพันธ์ 2002), INSTRUMENTATION for PACKAGE PERFORMANCE TESTING (PDF) , Dimensions.02, International Safe Transit Association, archived from the original (PDF)เมื่อ 2015-02-07 , สืบค้นเมื่อ5 Feb 2015
- ^ รายงานการวิจัย ASTM D10-1004, ASTM International
- ^ ไซโตห์, S (1999). "ค้อนน้ำแตกของภาชนะแก้ว". วารสารแก้วนานาชาติ . Faenza Editrice ISSN 1123-5063
- ^ Burgess, G (มีนาคม 2543). "Extensnion and Evaluation ofigue Model for Product Shock Fragility Used in Package Design". J. การทดสอบและการประเมินผล . 28 (2).
- ^ "แพคเกจกระแทก Design" (PDF) MIL-HDBK 304C. DoD. พ.ศ. 2540 อ้างถึงวารสารต้องการ
|journal=( ความช่วยเหลือ )
อ่านเพิ่มเติม
- DeSilva, CW, "คู่มือการสั่นสะเทือนและการสั่นสะเทือน", CRC, 2005, ไอ 0-8493-1580-8
- Harris, CM และ Peirsol, AG "Shock and Vibration Handbook", 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
- ISO 18431: 2007 - การสั่นสะเทือนและแรงกระแทกทางกล
- ASTM D6537, แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการทดสอบแรงกระแทกของหีบห่อที่ใช้เครื่องมือสำหรับการกำหนดประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์
- MIL-STD-810 G, วิธีทดสอบสิ่งแวดล้อมและแนวทางวิศวกรรม, 2000, นิกาย 516.6
- Brogliato, B. , "Nonsmooth Mechanics. Models, Dynamics and Control", Springer London, 2nd Edition, 1999
ลิงก์ภายนอก
- การตอบสนองต่อแรงกระแทกทางกลกระทรวงพลังงาน[1]
- Shock Response Spectrum ไพรเมอร์[2]
- การศึกษาเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ SRS, [3]