27.6 : تأثير التحميل على عارضة كابولية

يوضح تحليل العارضة الكابولية ذات المقطع العرضي الدائري المعرض لتحميل الصدمات عند نهايتها الحرة تحويل الطاقة الكامنة من جسم ساقط إلى طاقة حركية، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك بواسطة العارضة كطاقة إجهاد. تعتبر هذه العملية ضرورية لفهم كيفية تصرف المواد تحت الأحمال الديناميكية، وهو أمر مهم في مجالات مثل البناء والفضاء.

عندما يتم إسقاط جسم ما على الطرف الحر من الكابولي، فإن طاقته الكامنة بسبب الجاذبية تتحول إلى طاقة حركية عند نقطة الاصطدام. تتسبب هذه الطاقة في انحناء العارضة، مما يخلق عزم انحناء يختلف على طول الكابول. وتصل طاقة الانفعال، وهي الطاقة المخزنة بسبب هذا الانحناء، إلى الحد الأقصى عند الطرف الثابت للعارضة. يساعد دمج طاقة الضغط عبر العارضة في تقييم الحد الأقصى للحمل الذي يمكن أن تتحمله العارضة قبل الفشل.

يعد هذا الحمل الأقصى أمرًا بالغ الأهمية لتحديد الحد الأقصى للضغط الذي تتعرض له العارضة. يعتمد الإجهاد على كل من الحمل الأقصى والخصائص الهندسية للعارضة، وتحديدًا عزم القصور الذاتي، والتي تتضمن نصف قطرها لمقطع دائري.

في النهاية، يعد فهم الحد الأقصى للإجهاد من حيث معامل مرونة المادة وطاقة الانفعال المطورة أمرًا ضروريًا لتصميم الهياكل القادرة على تحمل الأحمال الديناميكية غير المتوقعة دون فشل.