शॉक (यांत्रिकी)

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नौसैनिक जहाज का विस्फोटक झटका परीक्षण

यांत्रिक या भौतिक शॉक एक अचानक त्वरण है, जिसका कारण, उदाहरण के लिए, संघटन, गिरावट, ठोंक, भूकंप या विस्फोट हो सकता है। शॉक एक क्षणिक शारीरिक उत्तेजना है।

शॉक समय के संबंध में बल की अत्यधिक दरों के अधीन पदार्थ का वर्णन करता है। शॉक एक वेक्टर है जिसमें त्वरण (वेग में परिवर्तन की दर) की इकाइयाँ होती हैं। इकाई जी (या जी) गुरुत्वाकर्षण के त्वरण के गुणकों का प्रतिनिधित्व करती है और पारंपरिक रूप से उपयोग की जाती है।

एक शॉक पल्स को उसके चरम त्वरण, अवधि और शॉक पल्स के आकार (आधा साइन, त्रिकोणीय, ट्रेपेज़ॉइडल, आदि) द्वारा चित्रित किया जा सकता है। झटका प्रतिक्रिया स्पेक्ट्रम यांत्रिक झटके का आगे मूल्यांकन करने की एक विधि है।[1]


झटका माप

शॉक मापन कई क्षेत्रों में रुचिकर है जैसे कि

  • धावक के शरीर में एड़ी के झटके का फैलना[2]
  • किसी वस्तु को नुकसान पहुंचाने के लिए झटके की तीव्रता को मापना आवश्यक है: नाजुकता।[3]
  • एथलेटिक फ़्लोरिंग के माध्यम से शॉक क्षीणन को मापें [4]
  • शॉक अवशोषक की प्रभावशीलता को मापना[5]
  • पैकेज गद्दी की सदमे को अवशोषित करने की क्षमता को मापना[6]
  • लोगों की सुरक्षा के लिए एथलेटिक हेलमेट की क्षमता को मापें[7]
  • सदमा बढ्ना की प्रभावशीलता को मापें
  • भूकंपीय झटके जैसे भूकंप आदि का प्रतिरोध करने के लिए संरचनाओं की क्षमता का निर्धारण करना।[8]
  • यह निर्धारित करना कि व्यक्तिगत सुरक्षा कपड़ा झटके को कम करता है या बढ़ाता है[9]
  • सत्यापित करना कि नौसेना का जहाज और उसके उपकरण विस्फोटक झटके से बच सकते हैं [10][11]

झटके आमतौर पर accelerometer द्वारा मापे जाते हैं लेकिन अन्य ट्रांसड्यूसर और उच्च गति इमेजिंग का भी उपयोग किया जाता है।[12] प्रयोगशाला उपकरण की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध है; स्टैंड-अलोन शॉक डेटा लकड़हारा का भी उपयोग किया जाता है।

फ़ील्ड झटके अत्यधिक परिवर्तनशील होते हैं और अक्सर बहुत असमान आकार के होते हैं। यहां तक ​​कि प्रयोगशाला नियंत्रित झटके भी अक्सर असमान आकार के होते हैं और इनमें छोटी अवधि के स्पाइक्स भी शामिल होते हैं; उपयुक्त डिजिटल या एनालॉग फ़िल्टरिंग द्वारा शोर को कम किया जा सकता है।[13][14] शासकीय परीक्षण विधियां और विशिष्टताएं शॉक परीक्षणों के संचालन के बारे में विवरण प्रदान करती हैं। माप उपकरणों का उचित स्थान महत्वपूर्ण है। नाजुक वस्तुएं और पैक किए गए सामान एक समान प्रयोगशाला झटके के प्रति भिन्नता के साथ प्रतिक्रिया करते हैं;[15] प्रतिकृति परीक्षण की अक्सर आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, MIL-STD-810G विधि 516.6 इंगित करती है: तीन ऑर्थोगोनल अक्षों में से प्रत्येक के साथ दोनों दिशाओं में कम से कम तीन बार।

शॉक परीक्षण

File:Drop test haz-mat.jpg
सैन्य शिपिंग कंटेनर का ड्रॉप परीक्षण किया जा रहा है

शॉक परीक्षण आम तौर पर दो श्रेणियों में आता है, शास्त्रीय शॉक परीक्षण और पाइरोशॉक या बैलिस्टिक शॉक परीक्षण। शास्त्रीय शॉक परीक्षण में निम्नलिखित शॉक आवेग शामिल होते हैं: आधा उन लोगों के , हैवरसाइन, सॉटूथ वेव और चतुर्भुज पाइरोशॉक और बैलिस्टिक शॉक परीक्षण विशिष्ट हैं और इन्हें शास्त्रीय झटके नहीं माना जाता है। शास्त्रीय झटके इलेक्ट्रो डायनेमिक (ईडी) शेकर्स, फ्री फ़ॉल ड्रॉप टॉवर या न्यूमेटिक शॉक मशीनों पर किए जा सकते हैं। क्लासिकल शॉक आवेग तब निर्मित होता है जब शॉक मशीन टेबल अचानक दिशा बदल देती है। दिशा में यह अचानक परिवर्तन तेजी से वेग परिवर्तन का कारण बनता है जो सदमे आवेग पैदा करता है। झटके के प्रभावों का परीक्षण कभी-कभी अंतिम-उपयोग अनुप्रयोगों पर किया जाता है: उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल क्रैश परीक्षण।

परीक्षण और मूल्यांकन के सभी चरणों के लिए उचित परीक्षण विधियों और सत्यापन और सत्यापन प्रोटोकॉल का उपयोग महत्वपूर्ण है।

सदमे के प्रभाव

यांत्रिक झटके से किसी वस्तु (उदाहरण के लिए, एक संपूर्ण प्रकाश बल्ब) या वस्तु के एक तत्व (उदाहरण के लिए एक गरमागरम प्रकाश बल्ब में एक फिलामेंट) को नुकसान पहुंचाने की क्षमता होती है:

  • कोई भंगुर या नाज़ुक वस्तु फ्रैक्चर कर सकती है। उदाहरण के लिए, दो क्रिस्टल वाइन ग्लास एक-दूसरे से टकराने पर टूट सकते हैं। इंजन में एक कतरनी पिन को एक विशिष्ट परिमाण के झटके के साथ फ्रैक्चर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ध्यान दें कि नरम नमनीय सामग्री कभी-कभी समय-तापमान सुपरपोजिशन के कारण झटके के दौरान भंगुर विफलता प्रदर्शित कर सकती है।
  • कोई लचीली वस्तु झटके से मुड़ सकती है। उदाहरण के लिए, तांबे का घड़ा फर्श पर गिराए जाने पर मुड़ सकता है।
  • ऐसा प्रतीत हो सकता है कि कुछ वस्तुएँ एक झटके से क्षतिग्रस्त नहीं हुई हैं, लेकिन बार-बार निम्न-स्तर के झटके से थकान (सामग्री) की विफलता का अनुभव होगा।
  • झटके के परिणामस्वरूप केवल मामूली क्षति हो सकती है जो उपयोग के लिए महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है। हालाँकि, कई झटकों से संचयी मामूली क्षति के परिणामस्वरूप अंततः वस्तु अनुपयोगी हो जाएगी।
  • एक झटके से तत्काल स्पष्ट क्षति नहीं हो सकती है, लेकिन इससे उत्पाद का सेवा जीवन छोटा हो सकता है: विश्वसनीयता इंजीनियरिंग कम हो जाती है।
  • झटके के कारण कोई वस्तु समायोजन से बाहर हो सकती है। उदाहरण के लिए, जब एक सटीक वैज्ञानिक उपकरण को मध्यम झटके का सामना करना पड़ता है, तो आगे के उपयोग से पहले इसे पुन: कैलिब्रेट करना अच्छा मैट्रोलोजी अभ्यास हो सकता है।
  • प्राथमिक उच्च विस्फोटक जैसी कुछ सामग्रियां यांत्रिक झटके या प्रभाव से विस्फोटित हो सकती हैं।
  • जब तरल पदार्थ की कांच की बोतलें गिरती हैं या झटके के अधीन होती हैं, तो पानी के हथौड़े के प्रभाव से हाइड्रोडाइनमिक ग्लास टूट सकता है।[16]


विचार

जब प्रयोगशाला परीक्षण, क्षेत्र अनुभव, या इंजीनियरिंग निर्णय इंगित करता है कि कोई वस्तु यांत्रिक झटके से क्षतिग्रस्त हो सकती है, तो कार्रवाई के कई तरीकों पर विचार किया जा सकता है:[17]

  • स्रोत पर इनपुट शॉक को कम करें और नियंत्रित करें।
  • इसकी कठोरता में सुधार करने के लिए आइटम को संशोधित करें या झटके को बेहतर ढंग से संभालने के लिए इसका समर्थन करें।
  • आइटम पर प्रसारित झटके को नियंत्रित करने के लिए शॉक अवशोषक, शॉक माउंट या कुशन का उपयोग करें। गद्देदार[18] झटके की अवधि बढ़ाकर चरम त्वरण को कम कर देता है।
  • विफलताओं के लिए योजना बनाएं: कुछ नुकसान स्वीकार करें। क्या अनावश्यक प्रणालियाँ उपलब्ध हैं, आदि।

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ JE, Alexander (2009). "The Shock Response Spectrum – A Primer" (PDF). Proceedings of the IMAC-XXVII, February 9–12, 2009 Orlando, Florida USA. Society for Experimental Mechanics. Archived from the original (PDF) on 2016-03-04. Retrieved 9 Feb 2015.
  2. ↑ Dickensen, J A (1985). "The measurement of shock waves following heel strike while running". Journal of Biomechanics. 18 (6): 415–422. doi:10.1016/0021-9290(85)90276-3. PMID 4030798.
  3. ↑ ASTM D3332-99(2010) Standard Test Methods for Mechanical-Shock Fragility of Products, Using Shock Machines
  4. ↑ ASTM F1543-96(2007) Standard Specification for Shock Attenuation Properties of Fencing Surfaces
  5. ↑ Walen, A E (1995). "Characterizing Shock Absorbers for Ground Vehicle Simulation". JTE. ASTM International. 23 (4). ISSN 0090-3973.
  6. ↑ ASTM D1596-14 Standard Test Method for Dynamic Shock Cushioning Characteristics of Packaging Material
  7. ↑ ASTM F429-10 Standard Test Method for Shock-Attenuation Characteristics of Protective Headgear for Football
  8. ↑ ASTM STP209 Design and Tests of Building Structures: Symposiums on Seismic and Shock Loading Glued Laminated and Other Constructions.
  9. ↑ Gibson, PW (1983). "Amplification of shock Waves by Textile Materials" (PDF). J Textile Institute. 86 (1): 167–177. Archived from the original (PDF) on 27 December 2016. Retrieved 14 February 2015.
  10. ↑ Shock Design Criteria for Surface Ships (PDF), vol. NAVSEA-908-LP-000-3010, US Navy, 1995, archived from the original (PDF) on 2015-02-14, retrieved 14 February 2015
  11. ↑ "MIL-S-901D (NAVY), MILITARY SPECIFICATION: SHOCK TESTS. H.I. (HIGH-IMPACT) SHIPBOARD MACHINERY, EQUIPMENT, AND SYSTEMS, REQUIREMENTS FOR"
  12. ↑ Settles, Gary S. (2006), High-speed Imaging of Shock Wave, Explosions and Gunshots, vol. 94, American Scientist, pp. 22–31
  13. ↑ ASTM D6537-00(2014) Standard Practice for Instrumented Package Shock Testing For Determination of Package Performance
  14. ↑ Kipp, W I (February 2002), INSTRUMENTATION for PACKAGE PERFORMANCE TESTING (PDF), Dimensions.02, International Safe Transit Association, archived from the original (PDF) on 2015-02-07, retrieved 5 Feb 2015
  15. ↑ ASTM Research Report D10-1004, ASTM International
  16. ↑ Saitoh, S (1999). "Water hammer breakage of a glass container". International Glass Journal. Faenza Editrice. ISSN 1123-5063.
  17. ↑ Burgess, G (March 2000). "पैकेज डिज़ाइन में प्रयुक्त उत्पाद शॉक फ्रैगिलिटी के लिए थकान मॉडल का विस्तार और मूल्यांकन". J. Testing and Evaluation. 28 (2).
  18. ↑ "Package Cushioning Design" (PDF). MIL-HDBK 304C. DoD. 1997. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)


अग्रिम पठन

  • DeSilva, C. W., "Vibration and Shock Handbook", CRC, 2005, ISBN 0-8493-1580-8
  • Harris, C. M., and Peirsol, A. G. "Shock and Vibration Handbook", 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
  • ISO 18431:2007 - Mechanical vibration and shock
  • ASTM D6537, Standard Practice for Instrumented Package Shock Testing for Determination of Package Performance.
  • MIL-STD-810G, Environmental Test Methods and Engineering Guidelines, 2000, sect 516.6
  • Brogliato, B., "Nonsmooth Mechanics. Models, Dynamics and Control", Springer London, 2nd Edition, 1999.


बाहरी संबंध

  • Response to mechanical shock, Department of Energy, [1]
  • Shock Response Spectrum, a primer, [2]
  • A Study in the Application of SRS, [3]
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