Основные теоретические сведения
Часть II. Определение напряжений при ударе
Ударом называется кратковременное действие нагрузки.
Продолжительное действие ударных нагрузок лежит в пределах микро и миллисекунд.
При изучении явления удара принимаются некоторые ограничения и допущения:
1. В ударяемой конструкции возникают напряжения, не превышающие предела пропорциональности, и закон Гука сохраняет свою силу.
2. Ударяющее тело является абсолютно жестким и не деформируется.
3. Удар является неупругим, и после удара тела не отделяются друг от друга (падающий груз «прилипает» к ударяемой конструкции).
В допущениях удара следует добавить:
а) удар мгновенно распространяется по всем точкам тела, воспринимающего удар;
б) при ударе пренебрегают затратами энергии на нагрев тел и образование пластических деформаций.
В соответствии с этими ограничениями получены следующие формулы для перемещений и напряжений при поперечном ударе
; 
, (3.12)
– перемещение и напряжение при ударе (динамическом приложении нагрузки); 
и 
– перемещение и напряжение при статическом приложении нагрузки; 
– динамический коэффициент, он показывает, во сколько раз динамическая деформация (напряжение) больше статической.
, (3.13)
где 
– высота падения груза; – перемещение при статическом приложении силы 
.
Величина напряжения при ударе зависит от величины деформации, т.е. от жесткости ударяемого тела. С уменьшением жесткости напряжение при ударе уменьшается. Поэтому для смягчения удара имеет смысл сделать у балки податливые (на пружинах) опоры.
Если масса ударяемой конструкции не является малой величиной по сравнению с массой падающего тела, то ею нельзя пренебречь и формула для динамического коэффициента несколько изменится
, (3.14)
где 
– масса (вес) балки; 
– коэффициент приведения распределенной массы к сосредоточенной в точке падения груза . Из сравнения формул (3.13) и (3.14) следует, что учет массы ударяемой конструкции приводит к уменьшению величины динамического коэффициента.
Рис. 3.14. Схемы балок для расчета на удар
Рис. 3.15. Расчетная схема