27.5 : Carregamento de Impacto

O carregamento de impacto ocorre quando um objeto em movimento colide com uma estrutura estacionária, como uma haste com área de seção transversal uniforme fixada em uma extremidade. Sob estas condições, a haste absorve a energia cinética do objeto atingido, levando à deformação e subsequente desenvolvimento de tensão. À medida que a haste retorna à sua posição original e atinge a tensão máxima, a energia absorvida, inicialmente manifestada como energia cinética, transforma-se inteiramente em energia de deformação.

Nos casos de deformação elástica, onde o material retorna à sua forma inicial sem danos permanentes, a energia de deformação acumulada no ponto de deformação máxima é equivalente à energia cinética do objeto em movimento. Esta equivalência pressupõe que nenhuma energia é perdida por calor ou recuperação, uma idealização normalmente não encontrada em ambientes práticos. A partir desta relação, pode-se derivar a tensão máxima experimentada pela haste com base na velocidade e massa do objeto atingido e no módulo de elasticidade da haste.

As suposições feitas nesta análise levam a uma abordagem conservadora em projetos de engenharia, garantindo que as estruturas possam resistir a forças inesperadas. Esta abordagem resulta frequentemente num excesso de engenharia, incorporando fatores de segurança para levar em conta as perdas de energia e outras dinâmicas não contempladas pelo modelo teórico.