衝突抵抗計算機は、衝突時の材料または物体の耐衝撃性を測定します。力、応力、エネルギー吸収を定量化することで、エンジニア、設計者、研究者が材料が破損することなく衝撃に耐える能力を評価するのに役立ちます。このツールは、 材料科学の分野と 構造の 分析ツールより安全な構造、車両、保護装置を設計するための重要な洞察を提供します。
衝突抵抗計算の公式
主な計算
衝撃力：
F = (m × v) / Δt
どこ：
材料が受けるストレス:
σ = F / A
どこ：
- σ 応力はパスカル（Pa）単位で表されます。
- F 衝撃力はニュートン（N）単位で表されます。
- A 力に抵抗する断面積を平方メートル（m²）で表したものです。
変形中に吸収されるエネルギー:
W = F×d
どこ：
従属変数の式
- 衝突の継続時間:
Δt = (m × v) / F - 断面積：
A = F / σ - 変形距離:
d = 幅 / 高さ
これらの式は、力、応力、材料の変形間の相互作用を包括的に理解するのに役立ちます。
一般的なシナリオの事前計算テーブル
以下は、さまざまな衝突条件の計算を示す参照表です。
| 質量（kg） | 速度 (m/s) | 衝突 Time （S） | 衝撃力（N） | 応力（Pa） | 吸収エネルギー (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 |
この表は、一般的な条件下での衝撃のダイナミクスを簡単に示しています。
衝突抵抗計算機の例
次のパラメータに従う材料の衝突抵抗を計算してみましょう。
- 質量： 25のキロ。
- 速度： 8 m / s
- 衝突時間: 0.2 p。
- 断面積： 0.05㎡。
ステップ1: 衝撃力を計算する
F = (m × v) / Δt
F = (25 × 8) / 0.2 = 1000 N.
ステップ2: 応力を計算する
σ = F / A
σ = 1000 / 0.05 = 20000 Pa.
ステップ3: 吸収エネルギーを計算する
変形距離を想定 d=0.1m:
W = F×d
W = 1000 × 0.1 = 100 J.
解釈
材料は、 20000 Paの そして吸収された 100 J 変形中のエネルギー。