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衝撃力計算の妥当性について考察
my3027の回答
- my3027
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衝撃計算は、基本的に数値計算では手間の割には不正確という立場ですが参考意見です。 ・計算自体は正しいと思いますが、変形や破壊を評価するのは”力”ではなく”応力”だと思います。 ・⊿tの値を、直径1mmを音速で応力伝播した場合で計算されていますが、なぜ音速か、有限時間で伝播しているのにSUS板がぶつかった”直後”跳ね上っている事等、⊿tの妥当性の問題だと感じます。 ・⊿tを理論的に求める事は難しいと思います。 現象自体を考えると、私も3mgのコンデンサがかなりの高速で金属に衝突しても欠ける気がしません。それは質量が小さいからです。ですのでエネルギ保存で考えると、 mv^2/2=A∫Eσε/2dz(運動エネルギ=コンデンサ内部の均等な応力と歪) ここで A=∬dxdy ε=dz/dZ m:3mg E:ヤング率 σ：応力 zは歪の発生する方向。力のかかる方向でいいと思います。 これで計算してみて妥当な値が出るかわかりませんが参考になれば幸いです。
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お礼
ご回答ありがとうございます。 回答者様の、 mv^2/2=A∫Eσε/2dz(運動エネルギ=コンデンサ内部の均等な応力と歪) に関して、知見が無かったので調べてみたところ、 mv^2/2=EA(⊿L)^2/2L E:ヤング率 A：断面積 L：コンデンサ衝突方向の長さ ⊿L：歪量 というものが見つかりました。 回答者様の式と等価だと思い、 上式より導かれる、 応力σ=√(ME/AL)v を算出してみました。 前提：コンデンサのヤング率500*10^9(N/m^2) ：コンデンサは1mm四方の立方体 σ=√((3*10^(-6)*9.8*500*10^9)/(1*10^(-6)*1*10^(-3)))*1 =12*10^7(N/m^2) =120N 大丈夫でない数字となってしまいました。 明日には回答を閉め切りますが、 何かご意見頂けたら幸いです。