27.5 : تحميل الصدم

يحدث تحميل الصدم عندما يصطدم جسم متحرك بهيكل ثابت، مثل قضيب ذو مساحة مقطع عرضي موحدة مثبتة في أحد طرفيه. في ظل هذه الظروف، يمتص القضيب الطاقة الحركية من الجسم الذي يضربه، مما يؤدي إلى التشوه وتطور الضغط اللاحق. عندما يعود القضيب إلى موضعه الأصلي ويصل إلى أقصى ضغط، فإن الطاقة الممتصة، التي تتجلى في البداية كطاقة حركية، تتحول بالكامل إلى طاقة إجهاد.

في حالات التشوه المرن، حيث تعود المادة إلى شكلها الأولي دون تلف دائم، فإن طاقة الانفعال المتراكمة عند نقطة التشوه الأقصى تعادل الطاقة الحركية للجسم المتحرك. يفترض هذا التكافؤ عدم فقدان أي طاقة بسبب الحرارة أو الارتداد، وهي فكرة مثالية لا توجد عادة في البيئات العملية. من هذه العلاقة، يمكن استخلاص الحد الأقصى للضغط الذي يتعرض له القضيب بناءً على سرعة وكتلة الجسم الضارب ومعامل مرونة القضيب.

تؤدي الافتراضات الواردة في هذا التحليل إلى اتباع نهج محافظ في التصميم الهندسي، مما يضمن قدرة الهياكل على تحمل القوى غير المتوقعة. غالبًا ما يؤدي هذا النهج إلى الإفراط في الهندسة، ودمج عوامل السلامة لمراعاة فقدان الطاقة والدينامكيات الأخرى التي لا يغطيها النموذج النظري.