27.5 : carico d'impatto

Il carico d'impatto si verifica quando un oggetto in movimento urta una struttura stazionaria, come un'asta con un'area di sezione trasversale uniforme fissata ad un'estremità. In queste condizioni, l'asta assorbe l'energia cinetica dell'oggetto colpito, provocandone la deformazione e il conseguente sviluppo di tensioni. Quando l'asta ritorna nella sua posizione originale e raggiunge il massimo stress, l'energia assorbita, inizialmente manifestata come energia cinetica, si trasforma interamente in energia di deformazione.

Nei casi di deformazione elastica, dove il materiale ritorna alla sua forma iniziale senza danni permanenti, l'energia di deformazione accumulata nel punto di massima deformazione è equivalente all'energia cinetica dell'oggetto in movimento. Quest’equivalenza presuppone che nessuna energia venga persa a causa del calore o del rimbalzo, un'idealizzazione che non si trova tipicamente negli ambienti pratici. Da questa relazione si può ricavare la sollecitazione massima subita dall'asta in base alla velocità e alla massa dell'oggetto che colpisce e al modulo di elasticità dell'asta.

Le ipotesi formulate in questa analisi portano ad un approccio conservativo alla progettazione ingegneristica, garantendo che le strutture possano resistere a forze impreviste. Questo approccio spesso si traduce in un’ingegneria eccessiva, che incorpora fattori di sicurezza per tenere conto delle perdite di energia e di altre dinamiche non coperte dal modello teorico.