Расчет ударных
нагрузок онлайн

Динамические явления характеризуются прежде всего наличием инерционных сил при движении элементов конструкций, сравнимых по значению с вешними нагрузками на систему, а так же переменных во времени таких характеристик как скорость, ускорение, нагрузки и деформации.

Анализ динамических систем всегда сложнее статических расчетов. Это связано с зависимостью внешних воздействий от реакции системы, а так же свойств самой системы от характеристик движения. Так же сложности возникают в результате того, что при построении математической модели часто невозможно заранее определить наиболее существенные свойства системы.

В машиностроении ударные нагрузки при эксплуатации часто являются определяющими, либо имеют периодический характер, либо являются следствием аварий и работы в нештатном режиме. Основной признак ударных нагрузок - кратковременность воздействия на конструкцию.

Во время удара происходит резкое изменение скоростей точек системы, а так же кратковременно возникают большие усилия. С точки зрения механики энергия удара обеспечивает возможность многократного увеличения нагрузки, действующей на конструкцию при малых перемещениях.

Условием возникновения удара является наличие относительной скорости взаимодействующих тел, в результате чего происходит обмен импульсами и энергией. При этом возникают местные деформации и напряжения, распространяющиеся волной со звуковой или сверхзвуковой скоростью.

В настоящее время задачи динамики решаются преимущественно методом конечных элементов. Воспользовавшись нашим онлайн расчетом можно рассчитать ударные нагрузки, перемещения и время соударения стержней, балок и наиболее распространенной общей вязко-упругой модели.

Расчет удара по стержню
Сила удара Р, H
Напряжения в стержне σ, МПа
Перемещения в точке удара Х, мм
Жесткость стержня К, Н/м
Время соударения Т, сек
www.caetec.ru
  • Жесткость стержня:
    k = E×S / L;
  • Перемещения точек стержня в зоне удара:
    X = ((m1 + (1/3)×m)×W0общ2 / k)1/2;
  • Сила удара:
    P = k×X.
Расчет стержня при ударе о поверхность
Напряжения в стержне σ, МПа
www.caetec.ru
  • Скорость распространения звуковой волны:
    с = (E / ρ)1/2;
  • Деформации стержня:
    ε = W0 / c;
  • Напряжения в стержне:
    σ = E×ε.
Расчет удара по защемленной балке
Сила удара Р, H
Перемещения в точке удара Y, мм
Жесткость балки К, Н/м
Время соударения Т, сек
www.caetec.ru
  • Перемещения точек балки в зоне удара:
    X = ((m1 + (m×((3 + a/L - (a/L)2)/(140×(a/L)2×((1 - a/L)2)))))×W0общ2 / k)1/2;
  • Сила удара:
    P = k×X.
Расчет удара по шарнирно закрепленной балке
Сила удара Р, H
Перемещения в точке удара Y, мм
Жесткость балки К, Н/м
Время соударения Т, сек
www.caetec.ru
  • Перемещения точек балки в зоне удара:
    X = ((m1 + ((2 + 4×(a/L) - (a/L)2 - 6(a/L)3 + 3(a/L)4/(105(a/L)2×((1 - a/L)2)))×m)×W0общ2 / k)1/2;
  • Сила удара:
    P = k×X.
Расчет удара по консольной балке
Сила удара Р, H
Перемещения в точке удара Y, мм
Жесткость балки К, Н/м
Время соударения Т, сек
www.caetec.ru
  • Перемещения точек балки в зоне удара:
    X = ((m1 + ((2 + 4×(a/L) - (a/L)2 - 6(a/L)3 + 3(a/L)4/(105(a/L)2×((1 - a/L)2)))×m)×W0общ2 / k)1/2;
  • Сила удара:
    P = k×X.
Расчет вязкоупругой модели при ударе
Максимальная нагрузка при ударе Р, H
Максимальное перемещения в точке удара Y, мм
www.caetec.ru
  • Максимальные перемещения конструкции:
    X = ((m1 + m2)×(W0общ2) / (b2/(m1 + m2)) + k)1/2;
  • Нагрузки при максимальных перемещениях:
    P = (W0общ - (((X 2)×((b 2)/(m1 + m2) + k))/(m1 + m2))1/2)×b + k×X.