Понятие о волновой теории удара

Рассмотренный ранее метод расчета при ударе основан на замене системы с бесконечно большим числом степеней свободы системой с одной степенью свободы, является приближенным.

Гораздо точнее описывает процесс удара волновая теория удара. Рассмотрим пример продольного удара. Пусть по концу стержня совершается удар абсолютно жестким телом.

Схема продольного удара по длинному стержню

Для оценки эффекта удара обычно используют значение относительной линейной деформации , вызванной этим ударом. Установлено, что деформация сжатия в момент удара зависит только от скорости тела, производящего удар, но не зависит от массы этого тела. От массы тела, совершающего удар, зависит объем части стержня, в котором появляется деформация сжатия .

После удара образуется волна деформации, которая распространяется по длине стержня от места удара к другому концу.

Прямое и обратное движение упругой волны после удара

Скорость распространения этой волны равна скорости распространения звука в материале стержня.

Достигнув противоположного конца стержня, волна отразиться от него и будет возвращаться к концу, где произведен удар.

По волновой теории получается, что пока волна не пройдет по длине стержня до его конца и, отразившись, не вернется к концу, где произведен удар, «отскок» наблюдаться не будет.

Применение волновой теории для описания удара дает более точные результаты, однако требует использование аппарата теории упругости. Поэтому в курсе сопротивления материалов подробно не изучается.