Le calculateur de résistance aux collisions mesure la résistance aux impacts des matériaux ou des objets lors des collisions. En quantifiant les forces, les contraintes et l'absorption d'énergie, il aide les ingénieurs, les concepteurs et les chercheurs à évaluer la capacité des matériaux à résister aux impacts sans se rompre. Cet outil appartient à la catégorie de la science des matériaux et de construction outils d'analyse, fournissant des informations cruciales pour la conception de structures, de véhicules et d’équipements de protection plus sûrs.
Formule de calcul de la résistance aux collisions
Calculs primaires
Force d'impact:
F = (m × v) / Δt
Où :
- F est l'impact force en newtons (N).
- m est la masse de l'objet en mouvement en kilogrammes (kg).
- v est la vitesse de l'objet avant la collision dans mètres par seconde (MS).
- c'est est la durée de la collision en secondes (s).
Stress subi par le matériau :
σ = F / UNE
Où :
- σ est la contrainte en pascals (Pa).
- F est la force d'impact en newtons (N).
- A est la section transversale résistant à la force en mètres carrés (m²).
Énergie absorbée lors de la déformation :
L = F × ré
Où :
- W est le travail fait ou énergie absorbée en joules (J).
- F est la force d'impact en newtons (N).
- d est la distance de déformation en mètres (m).
Formules de variables dépendantes
- Durée de la collision :
Δt = (m × v) / F - Surface transversale:
A = F / σ - Distance de déformation :
d = L / P
Ces formules fournissent une compréhension complète de l’interaction entre la force, la contrainte et la déformation du matériau.
Tableau précalculé pour les scénarios courants
Vous trouverez ci-dessous un tableau de référence présentant les calculs pour diverses conditions de collision :
| Masse (kg) | Vitesse (m/s) | Collision Heure (S) | Force d'impact (N) | Stress (Pa) | Énergie absorbée (J) |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 5 | 0.1 | 500 | 5000 | 100 |
| 20 | 10 | 0.2 | 1000 | 10000 | 200 |
| 50 | 15 | 0.3 | 2500 | 25000 | 500 |
| 100 | 20 | 0.5 | 4000 | 40000 | 800 |
Ce tableau offre un aperçu rapide de la dynamique d’impact dans des conditions typiques.
Exemple de calculateur de résistance aux collisions
Calculons la résistance aux collisions d'un matériau soumis aux paramètres suivants :
- Mass: kg 25.
- Rapidité: 8 m / s.
- Heure de collision : 0.2 s.
- Surface transversale: M² 0.05.
Étape 1 : Calculer la force d'impact
F = (m × v) / Δt
F = (25 × 8) / 0.2 = 1000 N.
Étape 2 : Calculer le stress
σ = F / UNE
σ = 1000 / 0.05 = 20000 Pa.
Étape 3 : Calculer l'énergie absorbée
Supposons une distance de déformation d = 0.1m:
L = F × ré
L = 1000 × 0.1 = 100 J.
Interprétation
Le matériau a subi une contrainte de 20000 Pa et absorbé 100 J de l'énergie lors de la déformation.
FAQ les plus courantes
La résistance aux collisions permet d’évaluer la durabilité et la sécurité des matériaux dans diverses industries, telles que l’automobile, la construction et la fabrication d’équipements sportifs.
Les résultats peuvent être utilisés pour optimiser le choix des matériaux, améliorer les normes de sécurité et concevoir des produits résistants aux chocs.