Choque (mecánica)

Prueba explosiva de choque del buque naval

Un choque mecánico o físico es una aceleración repentina provocada, por ejemplo, por un impacto, una caída, una patada, un terremoto o una explosión. El shock es una excitación física transitoria.

El choque describe la materia sujeta a tasas extremas de fuerza con respecto al tiempo. El choque es un vector que tiene unidades de aceleración (tasa de cambio de velocidad). La unidad g (o g) representa múltiplos de la aceleración de la gravedad y se usa convencionalmente.

Un pulso de choque se puede caracterizar por su aceleración máxima, la duración y la forma del pulso de choque (medio seno, triangular, trapezoidal, etc.). El espectro de respuesta de choque es un método para evaluar más a fondo un choque mecánico.

Medición de impacto

La medición del impacto es de interés en varios campos, como

• Propagación del choque de talón a través del cuerpo de un corredor
• Medir la magnitud de un choque debe causar daño a un elemento: fragilidad.
• Medición de atenuación de choque a través de suelo atlético
• Medición de la eficacia de un amortiguador de choque
• Medición de la capacidad absorbente de choque de amortiguación de paquetes
• Medir la capacidad de un casco atlético para proteger a la gente
• Medir la eficacia de los montajes de choque
• Determinando la capacidad de las estructuras para resistir el choque sísmico: terremotos, etc.
• Determinar si la tela protectora personal atenua o amplifica los choques
• Verificar que un barco naval y su equipo pueden sobrevivir a choques explosivos

Los impactos generalmente se miden con acelerómetros, pero también se utilizan otros transductores e imágenes de alta velocidad. Se encuentra disponible una amplia variedad de instrumentación de laboratorio; También se utilizan registradores de datos de choque independientes.

Los choques de campo son muy variables y, a menudo, tienen formas muy desiguales. Incluso los choques controlados en laboratorio a menudo tienen formas irregulares e incluyen picos de corta duración; El ruido se puede reducir mediante un filtrado digital o analógico adecuado.

Los métodos de prueba y las especificaciones vigentes brindan detalles sobre la realización de las pruebas de choque. La colocación adecuada de los instrumentos de medición es crítica. Los artículos frágiles y los bienes empacados responden con variaciones a los choques de laboratorio uniformes; A menudo se requieren pruebas repetidas. Por ejemplo, el método MIL-STD-810G 516.6 indica: al menos tres veces en ambas direcciones a lo largo de cada uno de los tres ejes ortogonales".

Pruebas de choque

Ensayo de contenedores de transporte militar

Las pruebas de choque normalmente se dividen en dos categorías, las pruebas de choque clásicas y las pruebas de choque balístico o de pirochoque. Las pruebas de choque clásicas consisten en los siguientes impulsos de choque: medio seno, haverseno, onda de diente de sierra y trapezoide. Las pruebas de Pyroshock y de choque balístico son especializadas y no se consideran choques clásicos. Las descargas clásicas se pueden realizar en agitadores electrodinámicos (ED), torres de caída libre o máquinas de descargas neumáticas. Un impulso de choque clásico se crea cuando la mesa de la máquina de choque cambia de dirección abruptamente. Este cambio abrupto de dirección provoca un cambio rápido de velocidad que crea el impulso de choque. Las pruebas de los efectos del choque a veces se realizan en aplicaciones de uso final: por ejemplo, pruebas de choque de automóviles.

El uso de métodos de prueba y protocolos de verificación y validación adecuados es importante para todas las fases de prueba y evaluación.

Efectos del choque

La descarga mecánica tiene el potencial de dañar un elemento (por ejemplo, una bombilla de luz completa) o un elemento del elemento (por ejemplo, un filamento en una bombilla de luz incandescente):

• Un artículo frágil o frágil puede fracturarse. Por ejemplo, dos copas de vino de cristal pueden romperse cuando se impactan entre sí. Un pasador en un motor está diseñado para fracturar con una magnitud específica de shock. Tenga en cuenta que un material dúctil suave puede a veces exhibir un fallo frágil durante el shock debido a la superposición de la temperatura del tiempo.
• Un artículo maleable puede ser doblado por un shock. Por ejemplo, un lanzador de cobre puede doblarse cuando se deja caer en el suelo.
• Algunos elementos pueden parecer no dañados por un solo shock, pero experimentarán un fallo de fatiga con numerosos choques repetidos de bajo nivel.
• Un shock puede resultar en sólo daños menores que pueden no ser críticos para su uso. Sin embargo, los daños menores acumulativos ocasionados por varias conmociones eventualmente darán lugar a que el artículo sea inutilizable.
• Un shock puede no producir daño aparente inmediato, pero podría hacer que se acortara la vida útil del producto: la fiabilidad se reduce.
• Un shock puede causar que un artículo se salga del ajuste. Por ejemplo, cuando un instrumento científico de precisión es sometido a un shock moderado, una buena práctica de metrología puede ser que sea recalibrada antes de su uso posterior.
• Algunos materiales como los explosivos altos primarios pueden detonar con choque mecánico o impacto.
• Cuando las botellas de vidrio de líquido se eliminan o se someten a shock, el efecto de martillo de agua puede causar rotura de vidrio hidrodinámico.

Consideraciones

Cuando las pruebas de laboratorio, la experiencia de campo o el juicio de ingeniería indican que un artículo podría dañarse por un golpe mecánico, se pueden considerar varios cursos de acción:

• Reducir y controlar el choque de entrada en la fuente.
• Modificar el artículo para mejorar su dureza o apoyarlo para manejar mejor los choques.
• Use amortiguadores, monturas de choque o cojines para controlar el choque transmitido al artículo. Cushioning reduce la aceleración máxima al extender la duración del choque.
• Plan de fracasos: aceptar ciertas pérdidas. Tener sistemas redundantes disponibles, etc.