اختبارات التأثير. ظاهرة التأثير إزاحة النقاط عند التأثير

محاولة لتحليل خطر الإصابة بضربات في الرأس بقبضة عارية ، مقارنة بضربات في قفاز الملاكمة.

نظرية التأثير.

الضربة في الميكانيكا هي تفاعل قصير المدى للأجسام ، ونتيجة لذلك تتغير سرعاتها. تعتمد قوة التأثير ، وفقًا لقانون نيوتن ، على الكتلة الفعالة للجسم المتأثر وتسارعه:

أرز. 1 منحنى تطور قوة التأثير في الوقت المناسب

F = م * أ (1),

أين
F - القوة ،
م هي الكتلة ،
أ - التسارع.

إذا أخذنا في الاعتبار التأثير في الوقت المناسب ، فسيستمر التفاعل لفترة قصيرة جدًا - من عشرة آلاف (تأثيرات فورية شبه مرنة) إلى أعشار من الثانية (تأثيرات غير مرنة). تزداد قوة التأثير في بداية التأثير بسرعة إلى أقصى قيمتها ، ثم تنخفض إلى الصفر (الشكل 1). يمكن أن تكون قيمته القصوى كبيرة جدًا. ومع ذلك ، فإن المقياس الرئيسي لتفاعل الصدمة ليس القوة ، ولكن اندفاع الصدمة يساوي عدديًا المنطقة الواقعة أسفل منحنى F (t). يمكن حسابها على أنها جزء لا يتجزأ:

(2)

أين
S - نبضة الصدمة ،
t1 و t2 هما وقت بدء التأثير وانتهائه ،
F (t) هو اعتماد قوة التأثير F على الوقت t.

نظرًا لأن عملية الاصطدام تستغرق وقتًا قصيرًا جدًا ، فيمكن اعتبارها في حالتنا بمثابة تغيير فوري في سرعات الأجسام المتصادمة.

في عملية التأثير ، كما هو الحال في أي ظواهر طبيعية ، يجب مراعاة قانون الحفاظ على الطاقة. لذلك من الطبيعي أن تكتب المعادلة التالية:

E1 + E2 = E'1 + E'2 + E1p + E2p (3)

أين
E1 و E2 هما الطاقتان الحركية للجسم الأول والثاني قبل الاصطدام ،
E'1 و E'2 - الطاقات الحركية بعد الاصطدام ،
E1p و E2p هما طاقات الخسائر أثناء الاصطدام في الجسمين الأول والثانيه.

تعتبر العلاقة بين الطاقة الحركية بعد التأثير وطاقة الضياع من المشاكل الرئيسية في نظرية التأثير.

إن تسلسل الظواهر الميكانيكية عند الاصطدام هو الذي يحدث أولاً تشوه الأجسام ، حيث يتم تحويل الطاقة الحركية للحركة إلى الطاقة الكامنة للتشوه المرن. ثم يتم تحويل الطاقة الكامنة مرة أخرى إلى طاقة حركية. اعتمادًا على أي جزء من الطاقة الكامنة يذهب إلى الطاقة الحركية ، والجزء المفقود ، الذي يتبدد بالتسخين والتشوه ، يتم تمييز ثلاثة أنواع من الصدمات:

1. تأثير مرن للغايةيتم حفظ كل الطاقة الميكانيكية. هذا نموذج تصادم مثالي ، ومع ذلك ، في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، في حالة تأثيرات كرة البلياردو ، يكون نمط التأثير قريبًا من تأثير مرن تمامًا.
2. تأثير غير مرن على الإطلاق- يتم تحويل طاقة التشوه بالكامل إلى حرارة. مثال: الهبوط في القفزات والنزول ، وضرب كرة من البلاستيسين على الحائط ، وما إلى ذلك. مع تأثير غير مرن تمامًا ، تكون سرعات الأجسام المتفاعلة متساوية بعد التأثير (تلتصق الأجسام ببعضها البعض).
3. تأثير غير مرن جزئيًا- يتم تحويل جزء من طاقة التشوه المرن إلى طاقة حركية للحركة.

في الواقع ، جميع التأثيرات إما غير مرنة كليًا أو جزئيًا. اقترح نيوتن توصيف التأثير غير المرن من خلال ما يسمى بعامل الاسترداد. إنه يساوي نسبة سرعات الأجسام المتفاعلة بعد التأثير وقبله. كلما كان هذا المعامل أصغر ، زادت الطاقة التي يتم إنفاقها على المكونات غير الحركية E1p و E2p (التسخين والتشوه). نظريًا ، لا يمكن الحصول على هذا المعامل ، ويتم تحديده تجريبيًا ويمكن حسابه باستخدام الصيغة التالية:

أين
v1 ، v2 هي سرعات الأجسام قبل الاصطدام ،
v'1 ، v'2 - بعد التأثير.

عند k = 0 ، سيكون التأثير غير مرن تمامًا ، وعند k = 1 ، سيكون مرنًا تمامًا. يعتمد عامل الاسترداد على الخصائص المرنة للأجسام المتصادمة. على سبيل المثال ، سيكون الأمر مختلفًا عند ضرب كرة تنس على ملاعب ومضارب مختلفة من أنواع وصفات مختلفة. معامل الاسترداد ليس مجرد خاصية للمادة ، لأنه يعتمد أيضًا على سرعة تفاعل التأثير - يتناقص مع زيادة السرعة. تعطي الكتيبات قيمًا لمعامل الاسترداد لبعض المواد لسرعات تأثير تقل عن 3 م / ث.

الميكانيكا الحيوية لأفعال التأثير

يُطلق على الإيقاع في الميكانيكا الحيوية أفعالًا ، تتحقق نتيجتها عن طريق التأثير الميكانيكي. في حركات الإيقاع هناك:

1. تأرجح- حركة تسبق حركة التأثير وتؤدي إلى زيادة المسافة بين رابط التأثير بالجسم والشيء الذي يتم تطبيق التأثير عليه. هذه المرحلة هي الأكثر تغيرًا.
2. حركة الصدمة- من نهاية التأرجح إلى بداية الإضراب.
3. تفاعل التأثير (أو التأثير الفعلي)- اصطدام الجثث.
4. حركة ما بعد التأثير- حركة رابط التأثير بالجسم بعد إنهاء التلامس مع الجسم الذي يتم تطبيق التأثير عليه.

مع التأثير الميكانيكي ، تكون سرعة الجسم (على سبيل المثال ، الكرة) بعد الاصطدام أعلى ، وكلما زادت سرعة رابط الضرب قبل الاصطدام مباشرة. مع الإضرابات في الرياضة ، فإن مثل هذا الاعتماد ليس ضروريًا. على سبيل المثال ، عند اللعب في التنس ، يمكن أن تؤدي زيادة سرعة المضرب إلى انخفاض في سرعة الكرة ، لأن كتلة الصدمة أثناء الضربات التي يؤديها اللاعب ليست ثابتة: فهي تعتمد على تنسيق حركاته . على سبيل المثال ، إذا تم تنفيذ الضربة عن طريق ثني المعصم أو بيد مسترخية ، فعندئذٍ فقط ستتفاعل كتلة المضرب واليد مع الكرة. إذا تم ، في لحظة الاصطدام ، أن يتم إصلاح الرابط المذهل من خلال نشاط عضلات الخصم ويمثل ، كما كان ، جسمًا صلبًا واحدًا ، فإن كتلة هذا الرابط بأكمله ستشارك في تفاعل التأثير.

أحيانًا يقوم اللاعب بإلقاء رميتين بنفس السرعة ، لكن سرعة الكرة أو قوة الضربة مختلفة. هذا يرجع إلى حقيقة أن كتلة التأثير ليست هي نفسها. يمكن استخدام قيمة كتلة التأثير كمعيار لفعالية تقنية التأثير. نظرًا لأنه من الصعب جدًا حساب كتلة التأثير ، يتم تقدير فعالية تفاعل التأثير كنسبة سرعة المقذوف بعد التأثير وسرعة عنصر التأثير قبل الاصطدام. يختلف هذا المؤشر باختلاف أنواع الضربات. على سبيل المثال ، في كرة القدم يتراوح من 1.20 إلى 1.65. كما يعتمد على وزن الرياضي.

لا يختلف بعض الرياضيين الذين لديهم ضربة قوية جدًا (في الملاكمة والكرة الطائرة وكرة القدم وما إلى ذلك) في قوة العضلات الكبيرة. لكنهم قادرون على إيصال سرعة عالية إلى الجزء المدهش ، وفي لحظة التأثير ، يتفاعلون مع الجسم المصاب بكتلة تأثير كبيرة.

لا يمكن اعتبار العديد من الأعمال الرياضية المدهشة بمثابة إضراب "خالص" ، وقد تم تحديد أساس نظريتها أعلاه. في نظرية التأثير في الميكانيكا ، يُفترض أن التأثير يحدث بسرعة كبيرة وأن قوى التأثير كبيرة جدًا بحيث يمكن إهمال جميع القوى الأخرى. في العديد من الإجراءات اللافتة للنظر في الرياضة ، هذه الافتراضات غير مبررة. وقت التأثير فيها ، على الرغم من قصره ، لا يزال لا يمكن إهماله ؛ يمكن أن يصل مسار تفاعل التأثير ، الذي تتحرك خلاله الأجسام المتصادمة معًا أثناء الاصطدام ، إلى 20-30 سم.

لذلك ، في إجراءات التأثير الرياضي ، من حيث المبدأ ، من الممكن تغيير مقدار الحركة أثناء التأثير بسبب تأثير القوى غير المرتبطة بالتأثير نفسه. إذا تم تسريع رابط التأثير أثناء الاصطدام بشكل إضافي بسبب نشاط العضلات ، فإن دافع التأثير ، وبالتالي زيادة سرعة مغادرة المقذوف ؛ إذا تم إبطائها بشكل تعسفي ، يتم تقليل دفعة الصدمة وسرعة الإقلاع (يكون هذا ضروريًا في بعض الأحيان للتسديدات الدقيقة المختصرة ، على سبيل المثال ، عند تمرير الكرة إلى أحد الشركاء). بعض حركات الضرب ، التي يكون فيها الزخم الإضافي أثناء الضربة كبيرًا جدًا ، تكون بشكل عام شيئًا بين الرمي والضرب (يحدث هذا أحيانًا في التمريرة الثانية في الكرة الطائرة).

تنسيق الحركات بأقوى الضربات يخضع لشرطين:

1. الاتصال بأعلى سرعة إلى رابط الضرب بمجرد لحظة الاتصال بالجسم المصاب. في هذه المرحلة من الحركة ، يتم استخدام نفس طرق زيادة السرعة كما هو الحال في إجراءات الحركة الأخرى ؛
2. زيادة كتلة التأثير في لحظة التأثير. يتم تحقيق ذلك عن طريق "تثبيت" الروابط الفردية لمقطع الضرب عن طريق تشغيل العضلات المضادة في نفس الوقت وزيادة نصف قطر الدوران. على سبيل المثال ، في الملاكمة والكاراتيه ، تتضاعف قوة الضربة باليد اليمنى تقريبًا إذا مر محور الدوران بالقرب من مفصل الكتف الأيسر ، مقارنة بالضربات التي يتزامن فيها محور الدوران مع المحور الطولي المركزي للجسم .

وقت التأثير قصير جدًا لدرجة أنه من المستحيل بالفعل تصحيح الأخطاء التي ارتكبت. لذلك ، يتم ضمان دقة الضربة بشكل حاسم من خلال الإجراءات الصحيحة أثناء التأرجح وحركة الضربة. على سبيل المثال ، في كرة القدم ، يحدد موضع الساق الداعمة الدقة المستهدفة للمبتدئين بحوالي 60-80٪.

غالبًا ما تتطلب تكتيكات المنافسات الرياضية ضربات غير متوقعة للعدو ("خفية"). يتم تحقيق ذلك من خلال تنفيذ الضربات دون تحضير (أحيانًا حتى بدون تأرجح) ، وبعد حركات خادعة (تمويهات) ، وما إلى ذلك. تتغير الخصائص الميكانيكية الحيوية للضربات ، حيث يتم إجراؤها عادةً في مثل هذه الحالات بسبب عمل الأجزاء البعيدة فقط ( ضربات المعصم).

القاصي - [مثال end، phalanx] (القاصي) - نهاية عضلة أو عظم الطرف أو الهيكل بأكمله (الكتائب ، العضلات) الأبعد عن الجسم.

لكمة مع وبدون قفاز الملاكمة.

في الآونة الأخيرة ، كان هناك نقاش جاد في بعض الأوساط الرياضية حول الصدمة التي يتعرض لها دماغ اللكمات بقفاز الملاكمة أكثر من اللكمات بيد عارية. دعنا نحاول الحصول على إجابة على هذا السؤال باستخدام بيانات البحث المتاحة والقوانين الأولية للفيزياء.

من أين يمكن أن تأتي مثل هذه الأفكار؟ أجرؤ على اقتراح ذلك بشكل أساسي من خلال ملاحظات عملية ضرب كيس الملاكمة. أجريت دراسات قام فيها سميث وهيميل ، في عملهما المنشور عام 1986 ، بقياس سرعة قبضة الرياضي وسرعة كيس الملاكمة. بالمعنى الدقيق للكلمة ، يتم تحديد خطر حدوث ارتجاج بمقدار تسارع الرأس وليس بالسرعة. ومع ذلك ، وفقًا للسرعة المبلغ عنها للكيس ، لا يمكن للمرء إلا بشكل غير مباشر أن يحكم على حجم التسارع ، منذ ذلك الحين من المفترض أن هذه السرعة تم تطويرها في فترة قصيرة من وقت التأثير.

تم ضرب الحقيبة بثلاث طرق مختلفة: بقبضة عارية ، بقفاز كاراتيه ، وقفاز ملاكمة. في الواقع ، كانت سرعة الكيس عند الضرب بالقفاز أعلى بنحو 15٪ من سرعة الضرب بقبضة اليد. ضع في اعتبارك الخلفية المادية للدراسة. كما ذكر أعلاه ، فإن جميع التأثيرات غير مرنة جزئيًا ويتم إنفاق جزء من طاقة رابط التأثير على التشوه المتبقي للقذيفة ، ويتم إنفاق باقي الطاقة على نقل الطاقة الحركية للقذيفة. تتميز حصة هذه الطاقة بعامل الاسترداد.

دعونا نحجز على الفور لمزيد من الوضوح أنه عند النظر في طاقة التشوه وطاقة الحركة الانتقالية ، تلعب طاقة التشوه الكبيرة دورًا إيجابيًا ، لأن يتم ترك طاقة أقل للحركة إلى الأمام. في هذه الحالة ، نتحدث عن التشوهات المرنة التي لا تشكل خطرًا على الصحة ، بينما ترتبط طاقة الحركة الانتقالية ارتباطًا مباشرًا بالتسارع وتشكل خطورة على الدماغ.

احسب معامل استعادة كيس الملاكمة وفقًا للبيانات التي حصل عليها سميث وهيميل. كانت كتلة الكيس 33 كجم. أظهرت النتائج التجريبية اختلافات طفيفة في سرعة القبضة لأنواع مختلفة من القفازات (القبضة العارية: 11.03 ± 1.96 م / ث ، في قفاز الكاراتيه: 11.89 ± 2.10 م / ث ، في قفاز الملاكمة: 11.57 ± 3.43 م / ث). كان متوسط ​​سرعة القبضة 11.5 م / ث. تم العثور على اختلافات في زخم الكيس لأنواع مختلفة من القفازات. تسببت لكمة مع قفاز الملاكمة في زيادة زخم الكيس (53.73 ± 15.35 نانوثانية) أكثر من لكمة بقبضة عارية (46.4 ± 17.40 نانوثانية) أو مع قفاز كاراتيه (42.0 ± 18.7 نانوثانية) ، والتي كانت لها قيم متساوية تقريبًا. لتحديد سرعة الكيس من زخمه ، تحتاج إلى تقسيم زخم الكيس على كتلته:

ت = ع / م (5)

أين
v هي سرعة الحقيبة ،
p هو زخم الحقيبة ،
م هي كتلة الكيس.

باستخدام معادلة حساب عامل الاسترداد (4) وبافتراض أن سرعة القبضة بعد التأثير هي صفر ، نحصل على قيمة لضربة قبضة عارية تبلغ حوالي 0.12 ، أي ك = 12٪. في حالة المثقاب بقفاز الملاكمة ، k = 14٪. هذا يؤكد تجربتنا الحياتية - ضربة كيس الملاكمة تكاد تكون غير مرنة تمامًا وتقريبًا يتم إنفاق كل طاقة التأثير على تشوهها.

وتجدر الإشارة بشكل منفصل إلى أن القبضة في قفاز الكاراتيه كان لها أعلى سرعة. كان زخم الكيس عند الاصطدام بقفاز الكاراتيه هو الأصغر. كانت ضربات القبضة العارية في هذه الدراسة في المنتصف. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن الرياضيين كانوا يخشون إيذاء أيديهم وقللوا بشكل انعكاسي من سرعة الضربة وقوتها. عندما ضرب في قفاز الكاراتيه ، لم ينشأ مثل هذا الخوف.

ماذا يحدث إذا تعرضت للضرب في الرأس؟ دعنا ننتقل إلى دراسة أخرى عام 2005 من قبل Valilko و Viano و Beer ، والتي بحثت في لكمات الملاكمة بالقفازات على دمية مصممة خصيصًا (الشكل 2). في هذا العمل ، تمت دراسة جميع معاملات التأثير والتأثير على رأس وعنق الدمية بالتفصيل. كان عنق الدمية عبارة عن زنبرك معدني مرن ، لذلك يمكن اعتبار هذا النموذج نموذجًا لملاكم جاهز لضرب عضلات الرقبة المتوترة. دعنا نستخدم بيانات الحركة الأمامية لرأس الدمى ونحسب عامل الاسترداد (ك) لضربة مباشرة على الرأس.

أرز. 2 دراسة Valilko و Viano و Bira - ملاكم يضرب دمية.

كان متوسط ​​سرعة اليد قبل الاصطدام 9.14 م / ث ، وكان متوسط ​​سرعة الرأس بعد الاصطدام 2.97 م / ث. وبالتالي ، وفقًا لنفس الصيغة (4) ، فإن عامل الاسترداد k = 32٪. وهذا يعني أن 32٪ من الطاقة دخلت في الحركة الحركية للرأس ، و 68٪ دخلت في تشوه العنق والقفاز. بالحديث عن طاقة تشوه الرقبة ، فإننا لا نتحدث عن التشوه الهندسي (الانحناء) لمنطقة عنق الرحم ، ولكن عن الطاقة التي بذلتها عضلات الرقبة (في هذه الحالة ، الربيع) لإبقاء الرأس ثابتًا. في الواقع ، هذه هي طاقة مقاومة التأثير. إن تشوه وجه عارضة أزياء وكذلك جمجمة وجه الإنسان غير وارد. عظام الإنسان مادة قوية جدًا. في الجدول. يوضح الشكل 1 معامل المرونة (معامل يونج) لعدة مواد. كلما زاد هذا المعامل ، زادت صلابة المادة. يوضح الجدول أنه من حيث الصلابة ، فإن العظام أدنى قليلاً من الخرسانة.

الجدول 1. معاملات المرونة (معاملات يونج) للمواد المختلفة.

ماذا سيكون عامل الانتعاش لضربة في الرأس بقبضة عارية؟ لا توجد دراسات حول هذا. لكن دعونا نحاول معرفة العواقب المحتملة. عند اللكم ، وكذلك عند الضرب بالقفاز ، ستأخذ عضلات الرقبة معظم الطاقة ، بشرط أن تكون متوترة بالطبع. في عمل Valilko و Viano و Beer ، من المستحيل فصل طاقة تشوه القفاز عن طاقة تشوه رقبة الدمية ، ولكن يمكن افتراض أن نصيب الأسد من طاقة التشوه الكلية قد تحول إلى تشوه في الرقبة. لذلك ، يمكن الافتراض أنه عند الضرب بقبضة عارية ، فإن الفرق في معامل الاسترداد لن يتجاوز 2-5٪ مقارنة بالضرب بالقفاز ، كما كان الحال في عمل سميث وهيميل ، حيث كان الاختلاف 2٪. من الواضح أن الفارق بنسبة 2٪ ليس كبيرًا.

تم إجراء الحسابات المذكورة أعلاه على أساس البيانات الخاصة بالتسارع المستقيم للرأس بعد التأثير. لكن على الرغم من تعقيدها النسبي ، إلا أنهم بعيدون جدًا عن التنبؤ بصدمة الضربة. كان الفيزيائي الإنجليزي هولبورن ، الذي عمل مع نماذج الهلام للدماغ في عام 1943 ، من أوائل من طرح تسارع دوران الرأس كمعامل رئيسي لإصابة الدماغ. أفاد أوماي وزملاؤه أن تسارعًا دورانيًا قدره 4500 راد / ثانية 2 ينتج عنه ارتجاج وإصابة محورية شديدة. تشير الأعمال السابقة التي قام بها المؤلف نفسه إلى أن تسارع الدوران فوق 1800 راد / ثانية 2 يخلق فرصة بنسبة 50٪ للإصابة بالارتجاج. يقدم مقال Valilko و Viano و Bira معلمات 18 ضربة مختلفة. إذا أخذنا نفس الملاكم ولكمه بسرعة يد تبلغ 9.5 م / ث وكمة بسرعة 6.7 م / ث ، فإن معامل الاسترداد في الحالة الأولى هو 32٪ ، وفي الحالة الثانية يكون بالفعل 49 ٪. وفقًا لجميع حساباتنا ، اتضح أن التأثير الثاني أكثر صدمة: عامل استرداد أعلى (تم إنفاق المزيد من الطاقة في الحركة الأمامية للرأس) ، وكتلة فعالة كبيرة (2.1 كجم و 4.4 كجم) ، وأعلى قليلاً تسارع الرأس (67 جم و 68 جم). ومع ذلك ، إذا قارنا تسارع دوران الرأس الناتج عن هذين الاصطدامين ، فسنرى أن التأثير الأول أكثر صدمة (7723 راد / ثانية 2 و 5209 راديان / ثانية 2 ، على التوالي). علاوة على ذلك ، فإن الاختلاف في الأرقام كبير جدًا. تشير هذه الحقيقة إلى أن صدمة الضربة تعتمد على عدد كبير من المتغيرات ولا يمكن للمرء أن يسترشد إلا بالدافع p = mv عند تقييم فعالية الضربة. من الأهمية بمكان هنا مكان التأثير ، وذلك لإحداث أكبر دوران للرأس. فيما يتعلق بالبيانات أعلاه ، اتضح أن عامل قفاز الملاكمة في الإصابات والارتجاجات لا يلعب الدور الرئيسي.

تلخيصًا لمقالنا ، نلاحظ ما يلي. لا تختلف العوامل التي تؤثر على إصابة الدماغ عند الضرب بقفاز الملاكمة وبدونه بشكل كبير ويمكن أن تتغير إما في اتجاه أو آخر ، اعتمادًا على الملاكم ونوع اللكمة. تكمن العوامل الأكثر أهمية التي تؤثر على الارتجاج خارج المستوى المدروس ، مثل نوع وموقع الضربة على الرأس ، والتي تحدد لحظة دورانها.

في الوقت نفسه ، يجب ألا ننسى أن قفازات الملاكمة مصممة بشكل أساسي لحماية الأنسجة الرخوة للوجه. الضربات بدون قفازات تؤدي إلى تلف العظام والمفاصل والأنسجة الرخوة في كل من المهاجم والرياضي المهاجم. وأكثر هذه الإصابات شيوعًا هي الإصابة التي تسمى "مفصل الملاكم".

مفصل بوكسر هو مصطلح معروف في الطب الرياضي يستخدم لوصف إصابة في اليد - تلف الكبسولة المفصلية للمفصل السنعي السلامي (عادة الثاني أو الثالث) ، أي الألياف التي تمسك وتر العضلة الباسطة للأصابع.

إن خطر الإصابة بعدوى مختلفة ، بما في ذلك فيروسات التهاب الكبد الوبائي سي أو فيروس نقص المناعة البشرية ، ومجموعة من العواقب غير السارة الأخرى ، بما في ذلك المظهر غير الجذاب ، يرفض بشدة الأطروحة القائلة بأن القتال بالأيدي العارية أكثر أمانًا للصحة.

مراجع:

1. Lamash B.E. محاضرات عن الميكانيكا الحيوية. https://www.dvgu.ru/meteo/book/BioMechan.htm
2. سميث بي كي ، هاميل ج. تأثير نوع القفاز اللكم ومستوى المهارة على نقل الزخم. 1986 ، جيه هم. موف. عشيق. المجلد 12 ، ص. 153-161.
3. Walilko T.J.، Viano DC وبير سي. الميكانيكا الحيوية للرأس لكمات الملاكم الأولمبي على الوجه. 2005 ، Br J Sports Med. المجلد 39 ، الصفحات من 710 إلى 719
4 هولبورن إيه. ميكانيكا اصابات الرأس. 1943 ، لانسيت. المجلد 2 ، الصفحات من 438 إلى 441.
5. Ommaya A.K. ، Goldsmith W. ، Thibault L. الميكانيكا الحيوية وعلم الأمراض العصبية لإصابات الرأس لدى البالغين والأطفال. 2002 ، Br J Neurosurg. المجلد 16 ، العدد 3 ، الصفحات من 220 إلى 242.

6. sportmedicine.ru

في الميكانيكا ، التأثير هو العمل الميكانيكي للأجسام المادية ، مما يؤدي إلى تغيير محدود في سرعات نقاطها في فترة زمنية قصيرة للغاية. حركة التأثير هي حركة تحدث نتيجة تفاعل واحد لجسم (وسط) مع النظام قيد الدراسة ، بشرط أن تكون أصغر فترة من التذبذبات الطبيعية للنظام أو ثابت وقته متناسبة أو أكبر من وقت التفاعل.

أثناء تفاعل التأثير في النقاط قيد النظر ، يتم تحديد تسارع التأثير أو السرعة أو الإزاحة. معًا ، تسمى هذه التأثيرات وردود الفعل عمليات التأثير. يمكن أن تكون الصدمات الميكانيكية مفردة ومتعددة ومعقدة. يمكن أن تؤثر عمليات الصدمة الفردية والمتعددة على الجهاز في الاتجاهات الطولية والعرضية وأي اتجاهات وسيطة. تعمل أحمال التصادم المعقدة على جسم في مستويين أو ثلاثة مستويات متعامدة بشكل متبادل في وقت واحد. يمكن أن تكون أحمال التصادم على الطائرة غير دورية ودورية. يرتبط حدوث أحمال الصدمات بتغير حاد في تسارع أو سرعة أو اتجاه حركة الطائرة. غالبًا ما توجد في الظروف الحقيقية عملية صدمة مفردة معقدة ، وهي عبارة عن مزيج من نبضة صدمة بسيطة مع اهتزازات متراكبة.

الخصائص الرئيسية لعملية الصدمة:

• قوانين التغيير في وقت تسارع التأثير a (t) ، السرعة V (t) والإزاحة X (t) تسارع ذروة الصدمة ؛
• مدة تسارع الصدمة الأمامية Tf - الفاصل الزمني من لحظة حدوث تسارع الصدمة إلى اللحظة المقابلة لقيمتها القصوى ؛
• معامل التقلبات المتراكبة لتسريع الصدمة - نسبة المجموع الكلي للقيم المطلقة للزيادات بين القيم المجاورة والمتطرفة لتسارع الصدمة إلى قيمة الذروة المضاعفة ؛
• نبضة تسريع التأثير - تكامل تسارع التأثير على مدار وقت يساوي مدة عمله.

وفقًا لشكل منحنى الاعتماد الوظيفي لمعلمات الحركة ، تنقسم عمليات الصدمة إلى بسيطة ومعقدة. لا تحتوي العمليات البسيطة على مكونات عالية التردد ، ويتم تقريب خصائصها بوظائف تحليلية بسيطة. يتم تحديد اسم الوظيفة من خلال شكل المنحنى الذي يقترب من اعتماد التسارع على الوقت (نصف جيبي ، جيبي ، مستطيل ، مثلث ، سن المنشار ، شبه منحرف ، إلخ).

تتميز الصدمة الميكانيكية بإطلاق سريع للطاقة ، مما يؤدي إلى تشوهات محلية مرنة أو بلاستيكية ، وإثارة موجات الإجهاد وتأثيرات أخرى ، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى حدوث خلل وتدمير في هيكل الطائرة. تثير حمولة الصدمة المطبقة على الطائرة التذبذبات الطبيعية التي تخمد بسرعة فيها. يتم تحديد قيمة الحمولة الزائدة عند الاصطدام وطبيعة ومعدل توزيع الضغط على هيكل الطائرة من خلال قوة ومدة التأثير وطبيعة التغيير في التسارع. يمكن أن يتسبب التأثير الذي يحدث على الطائرة في تدميرها الميكانيكي. اعتمادًا على مدة عملية التأثير وتعقيدها وأقصى تسارع لها أثناء الاختبار ، يتم تحديد درجة صلابة العناصر الهيكلية للطائرة. يمكن أن يتسبب التأثير البسيط في التدمير بسبب حدوث ضغوط مفرطة قوية ، وإن كانت قصيرة المدى في المادة. يمكن أن يؤدي التأثير المعقد إلى تراكم التشوهات الدقيقة التعب. نظرًا لأن تصميم الطائرة له خصائص رنانة ، يمكن حتى للتأثير البسيط أن يتسبب في تفاعل تذبذب في عناصرها ، مصحوبًا أيضًا بظواهر التعب.

تسبب الأحمال الزائدة الميكانيكية تشوهًا وكسرًا للأجزاء ، وتخفيف الوصلات (الملحومة ، والمترابطة والمثبتة) ، وفك البراغي والصواميل ، وحركة الآليات وأدوات التحكم ، ونتيجة لذلك ، تظهر تغييرات ضبط وتعديل الأجهزة وغيرها من الأعطال.

تتم مكافحة الآثار الضارة للأحمال الزائدة الميكانيكية بطرق مختلفة: زيادة قوة الهيكل ، واستخدام الأجزاء والعناصر ذات القوة الميكانيكية المتزايدة ، واستخدام ممتصات الصدمات والتعبئة الخاصة ، والتنسيب المنطقي للأجهزة. تنقسم تدابير الحماية من الآثار الضارة للأحمال الزائدة الميكانيكية إلى مجموعتين:

1. تدابير تهدف إلى ضمان القوة الميكانيكية المطلوبة وصلابة الهيكل ؛
2. تدابير تهدف إلى عزل العناصر الهيكلية من التأثيرات الميكانيكية.

في الحالة الأخيرة ، يتم استخدام وسائل مختلفة لامتصاص الصدمات وحشيات العزل والمعوضات والمخمدات.

تتمثل المهمة العامة لاختبار طائرة لأحمال التصادم في التحقق من قدرة الطائرة وجميع عناصرها على أداء وظائفها أثناء وبعد الاصطدام ، أي الحفاظ على معاييرها الفنية أثناء التأثير وبعده ضمن الحدود المحددة في الوثائق التنظيمية والفنية.

المتطلبات الرئيسية لاختبارات التأثير في ظروف المختبر هي أقصى تقدير تقريبي لنتيجة تأثير الاختبار على كائن لتأثير التأثير الحقيقي في ظروف التشغيل الطبيعية وإمكانية تكرار التأثير.

عند إعادة إنتاج أوضاع تحميل الصدمات في ظروف معملية ، يتم فرض قيود على شكل نبضة التسارع الآني كدالة للوقت (الشكل 2.50) ، وكذلك على الحدود المسموح بها لانحرافات شكل النبضة. تقريبًا كل نبضة صدمة على حامل المختبر تكون مصحوبة بنبض ناتج عن ظواهر طنين في آلات الطبلة والمعدات المساعدة. نظرًا لأن طيف نبضة الصدمة هو في الأساس خاصية للتأثير المدمر للتأثير ، فحتى النبض الصغير المتراكب يمكن أن يجعل نتائج القياس غير موثوقة.

تشكل منصات الاختبار التي تحاكي التأثيرات الفردية تليها الاهتزازات فئة خاصة من المعدات للاختبار الميكانيكي. يمكن تصنيف حوامل الصدمات وفقًا لمعايير مختلفة (الشكل 2.5!):

أنا - وفقًا لمبدأ تكوين نبضة الصدمة ؛

II - حسب طبيعة الاختبارات ؛

ثالثًا - وفقًا لنوع تحميل الصدمات القابل للتكرار ؛

رابعا - وفقا لمبدأ العمل ؛

الخامس- حسب مصدر الطاقة.

بشكل عام ، يتكون مخطط حامل الصدمات من العناصر التالية (الشكل 2.52): كائن الاختبار ، مركب على منصة أو حاوية ، جنبًا إلى جنب مع مستشعر الحمل الزائد للصدمات ؛ يعني التسارع توصيل السرعة المطلوبة إلى الكائن ؛ جهاز الكبح أنظمة التحكم؛ معدات التسجيل لتسجيل المعلمات التي تم التحقيق فيها للكائن وقانون تغيير الحمل الزائد للصدمات ؛ محولات أولية الأجهزة المساعدة لضبط أوضاع تشغيل الكائن الذي تم اختباره ؛ مصادر الطاقة اللازمة لتشغيل الشيء الذي تم اختباره ومعدات التسجيل.

أبسط حامل لاختبار التأثير في ظروف المختبر هو الحامل الذي يعمل على مبدأ إسقاط جسم اختبار مثبت على عربة من ارتفاع معين ، أي. باستخدام جاذبية الأرض للتشتت. في هذه الحالة ، يتم تحديد شكل نبضة الصدمة من خلال مادة وشكل الأسطح المتصادمة. في مثل هذه الحوامل يمكن توفير تسارع يصل إلى 80000 م / ث 2. على التين. يوضح الشكل 2.53، a و b المخططات الأساسية الممكنة لمثل هذه المواقف.

في الإصدار الأول (الشكل 2.53 ، أ) يتم تشغيل كاميرا 3 خاصة بسقاطة بواسطة محرك. عندما تصل الكاميرا إلى أقصى ارتفاع H ، يسقط الجدول 1 الذي يحتوي على كائن الاختبار 2 على أجهزة الكبح 4 ، مما يعطيها ضربة. يعتمد الحمل الزائد للتأثير على ارتفاع السقوط H ، وتصلب عناصر الكبح h ، والكتلة الإجمالية للجدول وكائن الاختبار M ويتم تحديده بالعلاقة التالية:

من خلال تغيير هذه القيمة ، يمكنك الحصول على أحمال زائدة مختلفة. في الشكل الثاني (الشكل 2.53 ، ب) ، يعمل الحامل وفقًا لطريقة الإسقاط.

تعد مقاعد الاختبار التي تستخدم محركًا هيدروليكيًا أو هوائيًا لتسريع النقل مستقلة عمليًا عن تأثير الجاذبية. على التين. 2.54 يظهر خيارين للوقوف الهوائية الصدمية.

مبدأ تشغيل الحامل بمسدس هوائي (الشكل 2.54 ، أ) كما يلي. يتم توفير الغاز المضغوط لغرفة العمل /. عندما يتم الوصول إلى الضغط المحدد مسبقًا ، والذي يتم التحكم فيه بواسطة مقياس ضغط الدم ، يقوم الأوتوماتيكي 2 بتحرير الحاوية 3 ، حيث يتم وضع كائن الاختبار. عند الخروج من البرميل 4 من مسدس الهواء ، تتلامس الحاوية مع الجهاز 5 ، مما يسمح لك بقياس سرعة الحاوية. يتم توصيل مسدس الهواء بأعمدة الدعم من خلال ممتص الصدمات ب. يتم تنفيذ قانون الكبح المحدد على ممتص الصدمات 7 عن طريق تغيير المقاومة الهيدروليكية للسائل المتدفق 9 في الفجوة بين الإبرة المحددة بشكل خاص 8 والفتحة الموجودة في ممتص الصدمات 7.

يتكون المخطط الهيكلي لحامل صدمات هوائي آخر ، (الشكل 2.54 ، ب) من كائن اختبار 1 ، وعربة 2 مثبت عليها كائن الاختبار ، وحشية 3 وجهاز فرامل 4 ، وصمامات 5 تسمح لك بإنشاء ينخفض ​​ضغط الغاز المحدد على المكبس b وأنظمة إمداد الغاز 7. يتم تنشيط جهاز الفرامل فور اصطدام العربة والوسادة لمنع العربة من الانعكاس وتشويه أشكال موجة الصدمة. يمكن أتمتة إدارة مثل هذه المواقف. يمكنهم إعادة إنتاج مجموعة واسعة من أحمال الصدمات.

كجهاز تسريع ، يمكن استخدام ماصات الصدمات المطاطية ، والينابيع ، وفي بعض الحالات ، المحركات الخطية غير المتزامنة.

يتم تحديد قدرات جميع حوامل الصدمات تقريبًا من خلال تصميم أجهزة الكبح:

1. يتميز تأثير جسم الاختبار بلوحة صلبة بالتباطؤ بسبب حدوث قوى مرنة في منطقة التلامس. هذه الطريقة لكبح جسم الاختبار تجعل من الممكن الحصول على قيم كبيرة من الأحمال الزائدة مع مقدمة صغيرة لنموها (الشكل 2.55 ، أ).

2. للحصول على أحمال زائدة في نطاق واسع ، من عشرات إلى عشرات الآلاف من الوحدات ، مع وقت صعودها من عشرات الميكروثانية إلى عدة ميلي ثانية ، يتم استخدام العناصر القابلة للتشوه في شكل صفيحة أو حشية موضوعة على قاعدة صلبة. يمكن أن تكون مواد هذه الجوانات من الفولاذ والنحاس والنحاس والرصاص والمطاط ، إلخ. (الشكل 2.55 ، ب).

3. لضمان أي قانون محدد (معطى) لتغيير n و t في نطاق صغير ، يتم استخدام العناصر القابلة للتشوه في شكل طرف (كسارة) ، يتم تثبيتها بين لوحة حامل الصدمات والجسم قيد الاختبار (الشكل 2.55 ، ج).

4. لإعادة إحداث تأثير بمسار تباطؤ كبير نسبيًا ، يتم استخدام جهاز فرملة ، يتألف من رصاص ، ولوحة قابلة للتشوه بالبلاستيك موجودة على القاعدة الصلبة للحامل ، وطرف صلب من المظهر الجانبي المقابل الذي تم إدخاله فيه ( الشكل 2.55 ، د) ، مثبتة على الجسم أو منصة الحامل. تتيح أجهزة الكبح هذه الحصول على أحمال زائدة في نطاق واسع من n (t) مع وقت صعود قصير يصل إلى عشرات المللي ثانية.

5. يمكن استخدام عنصر مرن على شكل زنبرك (شكل 2.55 ، هـ) مثبت على الجزء المتحرك من حامل الصدمات كجهاز كبح. يوفر هذا النوع من الكبح حمولات زائدة صغيرة نسبيًا نصف جيبية مع مدة تقاس بالمللي ثانية.

6. لوحة معدنية قابلة للنقط ، مثبتة على طول الكفاف عند قاعدة التركيب ، بالاقتران مع طرف صلب للمنصة أو الحاوية ، توفر حمولات زائدة صغيرة نسبيًا (الشكل 2.55 ، هـ).

7. العناصر القابلة للتشوه المثبتة على المنصة المتحركة للحامل (الشكل 2.55 ، ز) ، جنبًا إلى جنب مع ماسك مخروطي صلب ، توفر أحمالًا زائدة طويلة المدى مع وقت صعود يصل إلى عشرات المللي ثانية.

8. يتيح جهاز الكبح بغسالة قابلة للتشوه (الشكل 2.55 ، ح) الحصول على مسارات تباطؤ كبيرة لجسم ما (حتى 200-300 مم) مع تشوهات صغيرة في الغسالة.

9. يمكن إنشاء نبضات صدمية شديدة في ظروف معملية ذات جبهات كبيرة عند استخدام جهاز الفرامل الهوائية (الشكل 2.55 ، ق). تشمل مزايا المثبط الهوائي تأثيره القابل لإعادة الاستخدام ، فضلاً عن إمكانية إعادة إنتاج نبضات صدمات بأشكال مختلفة ، بما في ذلك تلك ذات الواجهة الأمامية المحددة مسبقًا.

10. في ممارسة اختبار الصدمات ، تم استخدام جهاز فرملة على شكل ممتص صدمات هيدروليكي على نطاق واسع (انظر الشكل 2.54 ، أ). عندما يصطدم جسم الاختبار بممتص الصدمات ، يتم غمر قضيبه في السائل. يتم دفع السائل من خلال نقطة الجذع وفقًا للقانون الذي يحدده ملف تعريف الإبرة المنظمة. من خلال تغيير شكل الإبرة ، من الممكن تحقيق أنواع مختلفة من قانون الكبح. يمكن الحصول على ملف تعريف الإبرة عن طريق الحساب ، ولكن من الصعب للغاية مراعاة ، على سبيل المثال ، وجود الهواء في تجويف المكبس ، وقوى الاحتكاك في أجهزة الختم ، إلخ. لذلك ، يجب تصحيح ملف التعريف المحسوب تجريبيًا. وبالتالي ، يمكن استخدام الطريقة الحسابية التجريبية للحصول على الملف الشخصي الضروري لتنفيذ أي قانون كبح.

يضع اختبار التأثير في ظروف المختبر عددًا من المتطلبات الخاصة لتركيب الجسم. لذلك ، على سبيل المثال ، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به للحركة في الاتجاه العرضي 30٪ من القيمة الاسمية ؛ في كل من اختبارات مقاومة الصدمات واختبارات قوة التأثير ، يجب أن يكون المنتج قادرًا على التثبيت في ثلاثة أوضاع متعامدة بشكل متبادل مع إعادة إنتاج العدد المطلوب من نبضات الصدمة. يجب أن تكون الخصائص لمرة واحدة لجهاز القياس والتسجيل متطابقة على مدى تردد واسع ، مما يضمن التسجيل الصحيح لنسب مكونات التردد المختلفة للنبضة المقاسة.

نظرًا لتنوع وظائف النقل للأنظمة الميكانيكية المختلفة ، يمكن أن يحدث نفس طيف الصدمات بسبب نبضات صدمة بأشكال مختلفة. هذا يعني أنه لا يوجد تطابق واحد لواحد بين بعض وظائف وقت التسارع وطيف الصدمة. لذلك ، من وجهة نظر فنية ، من الأصح تحديد مواصفات اختبارات الصدمات التي تحتوي على متطلبات طيف الصدمات ، وليس للخاصية الزمنية للتسارع. بادئ ذي بدء ، يشير هذا إلى آلية فشل إجهاد المواد بسبب تراكم دورات التحميل ، والتي قد تختلف من اختبار إلى آخر ، على الرغم من أن قيم ذروة التسارع والضغط ستظل ثابتة.

عند نمذجة عمليات الصدمة ، من المناسب تكوين نظام لتحديد المعلمات وفقًا للعوامل المحددة الضرورية لتحديد القيمة المرغوبة بشكل كامل إلى حد ما ، والتي يمكن العثور عليها في بعض الأحيان بشكل تجريبي فقط.

بالنظر إلى تأثير جسم صلب هائل يتحرك بحرية على عنصر قابل للتشوه بحجم صغير نسبيًا (على سبيل المثال ، على جهاز فرامل من مقعد) مثبت على قاعدة صلبة ، يلزم تحديد معلمات عملية التصادم و تحديد الظروف التي بموجبها ستكون هذه العمليات متشابهة مع بعضها البعض. في الحالة العامة للحركة المكانية للجسم ، يمكن تجميع ست معادلات ، ثلاثة منها تعطي قانون حفظ الزخم ، اثنان - قوانين حفظ الكتلة والطاقة ، والسادس هو معادلة الحالة. تتضمن هذه المعادلات الكميات التالية: ثلاثة مكونات للسرعة Vx Vy \ Vz> كثافة p وضغط p و إنتروبيا. إهمال قوى التبديد وافتراض أن حالة الحجم المشوه تكون متوازنة ، يمكن للمرء أن يستبعد الإنتروبيا من عدد المعلمات المحددة. نظرًا لأنه يتم أخذ حركة مركز كتلة الجسم فقط في الاعتبار ، فمن الممكن عدم تضمين مكونات السرعة Vx و Vy بين المعلمات المحددة ؛ Vz وإحداثيات النقاط L "، Y ، Z داخل الكائن القابل للتشوه. تتميز حالة الحجم القابل للتشوه بالمعلمات المحددة التالية:

• كثافة المواد ص ؛
• الضغط p ، وهو أكثر ملاءمة لأخذها في الاعتبار من خلال قيمة الحد الأقصى للتشوه المحلي و Otmax ، معتبرة أنه معلمة عامة لخاصية القوة في منطقة التلامس ؛
• سرعة الصدمة الأولية V0 ، والتي يتم توجيهها على طول الخط الطبيعي إلى السطح الذي تم تثبيت العنصر المشوه عليه ؛
• الوقت الحالي ر ؛
• وزن الجسم ر ؛
• تسارع السقوط الحر ز ؛
• معامل مرونة المواد E ، حيث تعتبر حالة إجهاد الجسم عند الاصطدام (باستثناء منطقة التلامس) مرنة ؛
• معلمة هندسية مميزة للجسم (أو عنصر مشوه) D.

وفقًا لنظرية TS ، يمكن استخدام ثمانية معلمات ، ثلاثة منها لها أبعاد مستقلة ، لتكوين خمسة مجمعات مستقلة بلا أبعاد:

ستكون المجمعات عديمة الأبعاد المكونة من المعلمات المحددة لعملية التأثير بعض وظائف المجمعات المستقلة عديمة الأبعاد P1-P5.

تشمل المعلمات التي سيتم تحديدها ما يلي:

• التشوه المحلي الحالي أ ؛
• سرعة الجسم الخامس ؛
• قوة الاتصال P ؛
• التوتر داخل الجسم أ.

لذلك ، يمكننا كتابة العلاقات الوظيفية:

يمكن إنشاء نوع الوظائف / 1 ، / 2 ، / e ، / 4 بشكل تجريبي ، مع مراعاة عدد كبير من تحديد المعلمات.

إذا لم تظهر أي تشوهات متبقية في أقسام الجسم خارج منطقة التلامس عند الاصطدام ، فسيكون للتشوه طابع محلي ، وبالتالي يمكن استبعاد المركب R5 = pY ^ / E.

المركب Jl2 = Pttjjax) ~ Cm يسمى معامل كتلة الجسم النسبية.

يرتبط معامل القوة لمقاومة تشوه البلاستيك Cp ارتباطًا مباشرًا بمؤشر خصائص القوة N (معامل امتثال المادة ، اعتمادًا على شكل الأجسام المتصادمة) بالاعتماد التالي:

حيث p هي الكثافة المنخفضة للمواد في منطقة الاتصال ؛ Cm = m / (pa؟) هي الكتلة النسبية المخفضة للأجسام المتصادمة ، والتي تميز نسبة كتلتها المخفضة M إلى الكتلة المخفضة للحجم المشوه في منطقة التلامس ؛ xV هي معلمة بدون أبعاد تميز العمل النسبي للتشوه.

يمكن استخدام الوظيفة Cp - / z (R1 (Rr ، R3 ، R4) لتحديد الحمولات الزائدة:

إذا تأكدنا من المساواة في القيم العددية للمجمعات عديمة الأبعاد IJlt R2 و R3 و R4 لعمليتي تأثير ، فإن هذه الشروط ، أي

ستكون معايير للتشابه بين هذه العمليات.

عند استيفاء هذه الشروط ، فإن القيم العددية للوظائف /b/g./z »L» me- ستكون هي نفسها أيضًا في لحظات مماثلة من الوقت -V CtZoimax-const ؛ ^ r = const ؛ Cp = const ، مما يجعل من الممكن تحديد معلمات عملية تأثير واحدة بمجرد إعادة حساب معلمات عملية أخرى. يمكن صياغة المتطلبات الضرورية والكافية للنمذجة المادية لعمليات التأثير على النحو التالي:

1. يجب أن تكون أجزاء العمل في النموذج والكائن الطبيعي متشابهة هندسيًا.
2. يجب أن تفي المجمعات عديمة الأبعاد ، المكونة من تحديد عدادات الفقرة ، بشرط (2.68). إدخال عوامل التحجيم.

يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه عند نمذجة معاملات عملية التأثير فقط ، فإن حالات الإجهاد للأجسام (الطبيعية والنموذجية) ستكون بالضرورة مختلفة.

آلية التأثير.في ميكانيكا الجسم الصلب تمامًا ، يُعتبر التأثير بمثابة عملية تشبه القفزة ، ومدتها صغيرة للغاية. أثناء الاصطدام ، عند نقطة التلامس مع الأجسام المتصادمة ، تظهر قوى كبيرة ولكنها تعمل على الفور ، مما يؤدي إلى تغيير محدود في الزخم. في الأنظمة الحقيقية ، تعمل القوى المحدودة دائمًا خلال فترة زمنية محدودة ، ويرتبط اصطدام جسمين متحركين بتشوههما بالقرب من نقطة الاتصال وانتشار موجة ضغط داخل هذه الأجسام. تعتمد مدة التأثير على العديد من العوامل الفيزيائية: الخصائص المرنة لمواد الأجسام المتصادمة ، وشكلها وحجمها ، والسرعة النسبية للاقتراب ، إلخ.

يُطلق على التغيير في التسارع مع الوقت عادةً نبضة تسارع الصدمة أو نبضة الصدمة ، ويسمى قانون التغيير في التسارع مع الوقت شكل نبضة الصدمة. تشمل المعلمات الرئيسية لنبض الصدمة ذروة تسارع الصدمة (الحمل الزائد) ومدة تسارع الصدمة وشكل النبض.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من استجابة المنتج لأحمال الصدمات:

* وضع الإثارة الباليستية (شبه التخميد) (فترة التذبذبات الطبيعية EI أكبر من مدة نبضة الإثارة) ؛

* وضع الإثارة شبه الرنان (فترة التذبذبات الطبيعية EI تساوي تقريبًا مدة نبضة الإثارة) ؛

* وضع الإثارة الساكن (فترة التذبذبات الطبيعية EI أقل من مدة نبضة الإثارة).

في الوضع الباليستي ، تكون القيمة القصوى للتسارع الكهرومغناطيسي دائمًا أقل من ذروة تسارع نبضة الصدمة. شبه الرنين وضع الإثارة شبه الرنانة هو الأكثر صلابة من حيث حجم التسارع المثير (م أكثر من 1). في الوضع الثابت للإثارة ، تكرر استجابة الضعف الجنسي تمامًا نبض التمثيل (م = 1) ، ولا تعتمد نتائج الاختبار على شكل ومدة النبض. الاختبارات في المنطقة الساكنة تعادل اختبارات تأثيرات التسارع الخطي ، منذ ذلك الحين يمكن أن ينظر إليه على أنه سكتة دماغية لا نهائية.

يتم إجراء اختبارات السقوط في وضع الإثارة شبه الرنان. يتم تقييم قوة التأثير من خلال سلامة تصميم محطة الطاقة (لا توجد شقوق ، رقائق).

يتم إجراء اختبارات التأثير بعد اختبارات التصادم تحت الحمل الكهربائي للتحقق من قدرة ED على أداء وظائفها في ظل ظروف الصدمات الميكانيكية.

بالإضافة إلى حوامل الصدمات الميكانيكية ، يتم استخدام حوامل الصدمات الكهروديناميكية والهوائية. في الحوامل الكهروديناميكية ، يتم تمرير نبضة تيار من خلال ملف الإثارة للنظام المتحرك ، ويتم تحديد اتساعها ومدتها بواسطة معلمات نبضة الصدمة. في المدرجات الهوائية ، يتم الحصول على تسارع التأثير عندما تصطدم الطاولة بقذيفة أطلقت من مسدس هواء.

تختلف خصائص حوامل الصدمات على نطاق واسع: سعة الحمولة ، وسعة التحميل - من 1 إلى 500 كجم ، وعدد النبضات في الدقيقة (قابل للتعديل) - من 5 إلى 120 ، أقصى تسارع - من 200 إلى 6000 جم ، مدة الضربات - من 0.4 إلى 40 مللي ثانية.