衝撃力の計算方法

2011/05/25 17:27

このQ&Aのポイント

200gの製品を1mの高さから落とした場合の衝撃力（G）を計算する方法を教えてください。
衝撃力の計算方法について教えてください。
200gの製品を1mの高さから落とした場合の衝撃力（G）を計算する方法を教えてください。

noname#230358

製品設計
回答数4
ありがとう数5

みんなの回答 （4）
専門家の回答

みんなの回答

noname#230359

2011/06/09 08:52 回答No.4

先ず、“力積”をネット検索するなり、工学物件の書籍で確認するなりして下さい。すると、激突時の製品の持つエネルギー（質量×速さ）算出が必要な事が判ります。そして、そのエネルギーを１秒未満で受けとめる場合を、一般的に衝撃力と言います。エネルギーは質量×速さ（距離÷時間）で、それを１秒未満で割ると、質量×距離の積より大きな仕事量が加わるからです。さて、 200gの製品を1mの高さから落とした場合の衝撃力（G）を計算する方法を教えてくださいですが、製品の材質と激突する面の材質を含めた状態が必要です。それによって、何秒で割った時間に相当する衝撃力が加わるかが決まってくるからです。（卵が割れない落下試験のコマーシャルは、衝撃吸収シートで受けているから）機械工学的と物理的なアプローチがあります。 URLを参考にして下さい。 http://kousyoudesignco.dip.jp/dynamics-MOVEL.html http://kousyoudesignco.dip.jp/dynamics-ENARGY.html http://www.terrabyte.co.jp/gatten/article_dyna.htm

noname#230359

2011/05/28 17:56 回答No.3

過去の回答を参照すると、動いている物体が停止するまでの時間を見積もって減速時の加速度（衝撃の強さに対応する）を求めるような方法が示されています。しかしながら、この方法では、時間の見当がつけにくいと思います。代替の方法として、衝突したときの潰れ寸法を見積もる方法を提案します。ここでいう潰れ寸法とは、物体が衝突したときに、物体自体と衝突する床面双方合計した変形量の合計です。潰れは、弾性的な変形も塑性的な変形総合して考えればいいとおもいます。計算例を以下に示します。製品が衝突するときの速度ｖは、落下距離ｈが１ｍであることから　ｖ＝（２×ｇ×ｈ）^1/2＝４．４３　m/s　　と求められます。ここで、潰れ寸法ｚを 5mmと仮定して物体が5mm＝0.005mを進むのにかかる時間ｔを計算します。　ｔ＝係数×ｚ／ｖ＝係数×0.005m÷4.43m/s＝係数× 0.00113s 　　＝係数×1.13ms　と言うことになります。ここで、係数とは、速度が低下するに従って停止までにかかる時間が延びることを表すものであって、弾性的な衝突ならば、その値はπ/2＝1.57です。ここで求めたい衝撃力は、概算値ですから、この値は厳密に考える必要はありません。係数を代入して、具体的な値を計算すると、ｔ＝1.77ms　になります。 4.43m/sの速度が1.77msでゼロになるのですから、平均減速度は、　　　4.43m/s ÷ 1.77ms ＝ 2502 m/s^2　　のように求められます。Ｇ（衝撃の値）の値は、減速度（負の加速度）が重力加速度の何倍であるかで示しますので、次のように求められます。　Ｇ＝ 2502 m/s^2　÷　9.8 m/s^2 ＝ 255 潰れ寸法の値が異なる場合については、ご自身で計算してみて下さい。　