Импульсное или ударное воздействие

В программе реализованы следующие виды расчетов на ударные и импульсные воздействия:

• удар;
• удар с отслеживанием истории;
• удар тела большой массы;
• импульс;
• импульс с отслеживанием истории.

Для всех перечисленных выше видов воздействий исходные данные однотипны и задаются на странице диалогового окна. Здесь следует задать число учитываемых форм колебаний и коэффициент неупругого сопротивления. Кнопка  активирует диалоговое окно, с помощью которого можно получить справочную информацию о коэффициентах неупругого сопротивления различных конструкций.

Для назначения динамических нагрузок используются соответствующие диалоговые окна, которые вы­зы­ваются нажатием кнопки  в разделе Загружения.

В программе реализованы три модуля расчета на ударные воздействия.

Если масса ударяющего тела мала, то ударное воздействие можно рассматривать как импульс, у которого величина вычисляется следующим образом:

S = m ν₀ (1 + k₀),

где: m — масса ударяющего тела;

ν₀ — скорость в начале удара;

k₀ — коэффициент восстановления при ударе, зависящий от свойств соударяющихся тел и при­ни­маемый при отсутствии более точных данных по таблице 5.1 Справочника по динамике сооружений [11].

Поэтому расчет на удар производится как на однократный колоколообразный импульс этой величины и возможны два варианта расчета:

• в модуле Удар по формулам, приведенным в [11] производится оценка максимума, когда импульс задается массой ударяющего тела, его скоростью, временем взаимодействия и коэффициентом восстановления при ударе (эти формулы дают приближенную оценку максимальной реакции конструкции в запас надежности);
• в модуле Удар с отслеживанием истории производится отслеживание истории поведения системы (интегрирование уравнений движения способом разложения по формам собственных колебаний) и вычисление максимума. Необходимо понимать, что в этом случае процесс занимает значительно большее время, но позволяет получить более точные оценки максимальных деформаций и усилий. Импульс задается массой ударяющего тела, его скоростью, временем взаимодействия и коэффициентом восстановления при ударе.

Аналогичны различия в модулях Импульс и Импульс с отслеживанием истории, где реализуется приближенная оценка или же выполняется интегрирование уравнений движения.

Если масса ударяющего тела велика, то используется модуль Удар тела большой массы, и оценка максимума производится без разложения по формам колебаний, при этом в состав движущейся системы включается масса ударяющего тела (предполагается, что имеется только одно ударяющее тело), которая приводится к сосредоточенной в точке удара эквивалентной кинетической энергии по количеству движения. Кроме того, допускается рассматривать непрямой удар, для чего дополнительно задается угол между направлением удара и нормалью к площадке, на которую он действует.