衝撃係数について

このQ&Aのポイント
  • 衝撃係数とは衝突時間を示す指標です
  • 衝撃係数を使用して衝撃荷重を算出することができます
  • 材質別にまとめられた衝突時間が存在します
回答を見る
  • 締切済み

衝撃係数(衝突時間)について

衝撃荷重を算出したいのですが、どのぐらい歪むのか不明なので衝撃係数(衝突時間)を使用して算出しようと考えています。 使用する計算式は、F=(W/g)(V/s)です。 F:衝撃荷重,W:重量,g:重量加速度,V:衝突速度,s:衝突時間 衝突時間を材質別にまとめたものとかあるのでしょうか? どうかご教授下さい、よろしくお願い致します。

noname#230358
noname#230358
  • 金属
  • 回答数1
  • ありがとう数2

みんなの回答

noname#230359
noname#230359
回答No.1

まず、衝突時間を材質別にまとめたようなものは僕は寡聞にして知っておりません。形状によってかわってくるはずですし… 求めたい値が歪み量なのでしたら、物体が衝突して停止するまでの減速時間からでなく、こう考えてみてはどうでしょう。 ぶつかる相手を一種のバネとしてとらえ、ぶつかる相手の運動エネルギーがバネの歪みエネルギーに変換さえれたと考えるのです。 ぶつかった相手のバネ定数は物体の形状および弾性係数から計算できます。 そして、耐えれるかどうかについては限界歪みと比べれば一応の目安にはなると思います。 ただ、ここで「目安」と書いたのは、衝撃荷重がかかる際の強度というのは一筋縄ではいかないものだからなのです。 衝撃的にある値の力がかかる場合、安全率は10で考えるのですが、これはあくまでも経験的なものです。当たった瞬間に亀裂が生じてしまったのなら、安全率を10みていても簡単に破壊してしまいます。 回答にならない回答で申し訳ないのですが、計算式が成り立たない領域であることをわかっていただければ幸いです。

noname#230358
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 ご指摘の通り、被衝撃材をバネとして、エネルギー保存から歪み量・衝撃力を算出したのですがどうも実際の現象とは、合致しませんでした。(目安程度にはなると思ったのですが全くでした・・・) そこで、前述した式を導き出して、tを調べていたのです。 やはり、衝撃荷重を計算で出すというのはかなり難しいことなんですね。

関連するQ&A

  • 跳ね返り係数を用いた衝突後の時間

    高さh 質量mの小球を静かに離した。h,m,g,e (eは0<e<1)で空気抵抗はないとする それで問題に入ります。 問1 床に衝突する直前の速さv_0と衝突するまでの時間t_0を求めよ これは エネルギー保存則を使って mgh = 1/2 mv_0 よってv_0 = √2gh 時間は等加速度運動より、h = 1/2gt_0^2 よって t_0 = √2h/g と出してみました。 問2 床に衝突して鉛直上向きに跳ね返った。この時、衝突後のv_1とこの後、2回目に衝突するまでのt_1を求めよ で前者の問題は 跳ね返り係数から e = v_1/v_0 からv_1=v_0e よって v_1 = e√2gh と出しましたが次の最後のt1の求め方がまったくわかりません。 解答では-v_1 = v_1-gt_1によりという説明でいきなり答えが出ていたのですがこの式の意味がわかりません。 丁寧に教えてもらえますか。それと上記の問題で解答が間違っていたら指摘して下さい。

  • 車の衝突荷重

    車の後方からの衝突荷重の算出方法を教えてください。 オフセット衝突ではなく真後ろから衝突された荷重で考えています。 なお、衝突の際の変形による吸収代は0mmでOKです。 F=ma=m×(V/t)【N】 m=車の重量【kg】 Vは衝突時の速度【m/s】 tは衝突時間【s】 a=加速度【m/s^2】 2000kgの車で60km/hで衝突時間0.1sだとすると、 F=2000【kg】×(16.7【m/s】/0.1【s】)=334【kN】 で正解でしょうか? ・もし上記考えでOKな場合、車の衝突時間は何秒が妥当なのでしょうか?  決められた秒数はあるのでしょうか。 ・後方衝突の場合のmと速度Vについてもこの数値で計算するのが  一般的だと言ったものはあるのでしょうか。  車といっても軽からトラックまであるので、mが異なりますよね。 詳しい方がおられたらご回答お願いします。

  • 衝突時の荷重について

    基本的な質問ですが 力Fを加え続けながら加速させ衝突させた時に 作用する荷重を検討しようとした場合 衝突時の加速度と質量から予測した衝撃荷重+力Fが 衝突した物体に作用する荷重と考えていいのでしょうか?

  • 衝撃荷重の計算(水平方向)

    衝撃荷重の計算について、ご教授ください。 今までの、ご質問とその回答を見たのですが、 水平方向の衝撃荷重は1点のみでした。 式は     S=v×ルート(E・γ/g)          S:応力          v:衝突速度          E:ヤング率          g:重力加速度 γはせん断ひずみ? γがわからず、計算出来ません。 私が計算したい条件は下記になります。 ●詳細 ワークを動かし、ローラやボールにより転がす。 ワークが100mm進むと、ローラ、ボール間の 段差が±1mmある場所があり、その時にボールに掛かる 衝撃荷重(N)を求めたい。 ワーク重量250kg ワークのローラ、ボール接触面の材質:SUS440C(HRC60) ローラ、ボールの材質:SUS440C(HRC60) ワークの速度:400mm/sec 加減速度:0.05g SUS440Cのヤング率:204GPa(合ってます??) 基本的な質問で申し訳ありません。 上記式以外の計算式でも構いません。 ご教授のほど、宜しくお願い致します。

  • 落下衝撃力算出式

    スチールボールの落下衝撃力 スチールボール径 10.00mm    〃  重さ 4.120gr    〃  質量 0.00042kgf・s^2/m 落下高さ     5.0cm 衝突時間     0.001sec を想定し用いた 力    F:[kgf] 質量   m:[kgfs^2/m] 重力加速度g:[m/s^2] 高さ   h:[m] 衝突時間 t:[s] 落下衝撃力算出式  F=m/t√2gh と、あるのですが F=0.42kgf とあるのにその結果にたどりつけません…。 仕事で使うのに物理なんてさっぱりで…。 もしかしたら式に当てはめる数字の単位や数字そのものを間違えているのかも 知れません。 上記の"落下衝撃力算出式"に実際に数字を入れて F=0.42kgfとなることを教えてください。  

  • 傾斜落下衝撃力の算出

    傾斜角度 θ 斜面長さ S の斜面を質量mの物体が初速0から落下して衝突したときの衝撃力を求めようとしています。(摩擦力は考慮しない) 衝突直前の加速度 a=g*sinθ を求め、 F=m*a により、求めようとしていますが、滑走時間、滑走距離のいずれも入っていないので、 垂直落下衝撃力 F=(m/t)*√2*g*h を用いて計算をしようと思っていますが、置き換え方が良くわかりません。 垂直落下のgを傾斜加速度のaに置き換え、hに落差 S*sinθ を代入しようとしていますが、良いのでしょうか。 教えてください。

  • 地面衝突時の衝撃力

    問題:1.2Kgの物体(材質:鉄)を1.5mの場所から自由落下させた時、地面(コンクリート)への衝撃力はどの様になるのでしょうか? ↑この問題に対し、自分で答えを導きだしたのですがその回答が正しいのか間違っているのかわかりません。 そこでみなさんにご確認お願いしたいのですが・・・ A:まず落下時間をx=1/2gttより t=0.55(sec) 次に衝突時速度をv=gtより  v=5.39(m/sec) 最後にf=mvより       f=6.47(kg m/sec) よって約6.5kgの衝撃力 間違っている場合はご教授の程よろしくお願い致します。

  • 衝撃について

    よく部品や製品の耐衝撃性を示すスペックに何Gという標記がされていることがありますが、衝撃とは加速度だけで計れるものでしょうか?例えば衝突直前の物体の速度によっても衝撃は変わるような気がしますし、例えば1000Gまで耐えられるという標記であれば、どのくらいの時間間隔で1000Gまで達したかによっても違うような気がするんですが、こういった標記に何か基準のようなものはあるのでしょうか?

  • 衝突時の荷重について

    物体の衝突時の荷重がよく分かりません。。例えば。。 100g(0.1kg)の鋼球を十分大きな(厚い)鋼板に衝突させたとき鋼球に取り付けた加速度計が10000Gであったとします。 この時に、鋼球は跳ね返らずに鋼板にめり込んだとします。 この時の鋼板が受けた荷重を知りたいのですが、 この場合、10000G=10000×9.81=98100m/s^2 なので、 F=ma=0.1*98100=9810N よって、鋼板が受けた荷重は9.81kN なんて 単純な計算ではだめですか? これでは根本的に間違えですか? ご指摘お願いします。 やはり、運動量と力積を求めないとならないのでしょうか?衝突時の速度が必要ですか?

  • 衝突

    野球のボールを2.5mの高さから床に落としたら、ボールは40cmの高さまではねかえった。 1、このボールの反発係数はいくらか。 2、ボールが床に衝突するとき、ボールは床からいくらの力積を受けたか。ボールの質量145g、重力加速度9.8m/s^2とする。 3、ボールを落としてから最初に床に衝突するまでの時間をt1、ボールを落としてから床に3回衝突するまでの時間をt3とすると、t3/t1はいくらか。 1…0.4 2…1.42N/s 3…2.12 やり方教えてください。