शॉक (यांत्रिकी)

नौसैनिक जहाज का विस्फोटक संक्षोभ परीक्षण

यांत्रिक या भौतिक संक्षोभ(शॉक), एक आकस्मिक त्वरण है, जिसका कारण संघटन, गिरावट, ठोंक, भूकंप या विस्फोट हो सकता है। संक्षोभ एक क्षणिक भौतिक उत्तेजना है।

संक्षोभ विषयक पदार्थ को समय के संबंध में अत्यधिक शक्ति की दरों के साथ वर्णित करता है। संक्षोभ एक सदिश राशि है जिसमें त्वरण (वेग में पpरिवर्तन की दर) की इकाइयाँ होती हैं। इकाई g (या g) गुरुत्वाकर्षण के त्वरण के गुणकों का प्रतिनिधित्व करती है और पारंपरिक रूप से उपयोग की जाती है।

एक संक्षोभ पल्स को उसके चरम त्वरण, अवधि और संक्षोभ पल्स के आकार (अर्ध साइन, त्रिकोणीय, समलंबी, आदि) द्वारा चित्रित किया जा सकता है। संक्षोभ प्रतिक्रिया स्पेक्ट्रम यांत्रिक संक्षोभ का मूल्यांकन करने की एक विधि है।^[1]

संक्षोभ माप

संक्षोभ मापन कई क्षेत्रों में रुचिकर है जैसे कि

धावक के शरीर में एड़ी के संक्षोभ का फैलना^[2]
किसी वस्तु को हानि पहुंचाने के लिए संक्षोभ की तीव्रता को मापना आवश्यक है।^[3]
एथलेटिक फ़्लोरिंग के माध्यम से संक्षोभ क्षीणन का मापन। ^[4]
संक्षोभ अवशोषक की प्रभावशीलता को मापना। ^[5]
पैकेज उपवर्हण के संक्षोभ अवशोषित करने की क्षमता को मापना। ^[6]
लोगों की सुरक्षा के लिए क्रीड़ा संबंधी शिरस्त्राण (हेलमेट) की क्षमता का मापन। ^[7]
संक्षोभ आरोह की प्रभावशीलता का मापन।
भूकंपीय संक्षोभ जैसे भूकंप आदि का प्रतिरोध करने के लिए संरचनाओं की क्षमता का निर्धारण करना।^[8]
यह निर्धारित करना कि व्यक्तिगत सुरक्षा संरचना, संक्षोभ को कम करता है या बढ़ाता है^[9]
सत्यापित करना कि नौयान और उसके उपकरण विस्फोटक संक्षोभ से बच सकते हैं ^[10]^[11]

संक्षोभ सामान्यतः त्वरणमापी द्वारा मापे जाते हैं परंतु अन्य ट्रांसड्यूसर और उच्च गति चित्रण का भी उपयोग किया जाता है।^[12] प्रयोगशाला उपकरण की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध है; स्वचलित संक्षोभ डेटा प्रचालेखित्र का भी उपयोग किया जाता है।

क्षेत्र संक्षोभ अत्यधिक परिवर्तनशील होते हैं और प्रायः अत्यधिक विषम आकार के होते हैं। यहां तक कि प्रयोगशाला नियंत्रित संक्षोभ भी प्रायः विषम आकार के होते हैं और इनमें छोटी अवधि की कीलें भी सम्मिलित होती हैं; उपयुक्त डिजिटल या एनालॉग फ़िल्टरिंग द्वारा ध्वनि को कम किया जा सकता है।^[13]^[14]

शासकीय परीक्षण विधियां और विशिष्टताएं, संक्षोभ परीक्षणों के संचालन के बारे में विवरण प्रदान करती हैं। माप उपकरणों का उचित स्थान महत्वपूर्ण है। संवेदनशील वस्तुएं और पैक किए गए सामान, समरूप प्रयोगशाला संक्षोभ के प्रति भिन्नता के साथ प्रतिक्रिया करते हैं;^[15] प्रतिकृति परीक्षण की प्रायः आवश्यकता होती है।

संक्षोभ परीक्षण

File:Drop test haz-mat.jpg

सैन्य शिपिंग कंटेनर का ड्रॉप परीक्षण किया जा रहा है

संक्षोभ परीक्षण सामान्यतः दो श्रेणियों में विभाजित होता है, पारंपरिक संक्षोभ परीक्षण और पाइरोसंक्षोभ या बैलिस्टिक संक्षोभ परीक्षण। पारंपरिक संक्षोभ परीक्षण में निम्नलिखित संक्षोभ आवेग सम्मिलित होते हैं: अर्ध साइन , हैवरसाइन, सॉटूथ वेव और चतुर्भुज । पाइरोसंक्षोभ और बैलिस्टिक संक्षोभ परीक्षण विशिष्ट हैं और इन्हें पारंपरिक संक्षोभ नहीं माना जाता है। पारंपरिक संक्षोभ विद्युत् गतिक शेकर्स, फ्री फ़ॉल ड्रॉप टॉवर या न्यूमेटिक संक्षोभ यंत्रों पर किए जा सकते हैं। पारंपरिक संक्षोभ आवेग तब निर्मित होता है जब संक्षोभ यंत्र अचानक दिशा बदल देती है। दिशा में यह अचानक परिवर्तन तेजी से वेग परिवर्तन का कारण बनता है जो संक्षोभ आवेग उत्पन्न करता है। संक्षोभ के प्रभावों का परीक्षण कभी-कभी परिणामी-उपयोग अनुप्रयोगों पर किया जाता है: उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल टकराहट परीक्षण।

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

संक्षोभ के प्रभाव

यांत्रिक संक्षोभ से किसी वस्तु, उदाहरण के लिए, एक संपूर्ण प्रकाश बल्ब; या वस्तु के किसी तत्व, उदाहरण के लिए एक तापदीप्त प्रकाश बल्ब में तार; को हानि पहुंचाने की क्षमता होती है:

कोई कमजोर या संवेदनशीलवस्तु टूट सकती है। उदाहरण के लिए, दो स्फटिक गिलास एक-दूसरे से टकराने पर टूट सकते हैं। इंजन में एक अपरुपण पिन को एक विशिष्ट परिमाण के संक्षोभ के साथ टूटने के लिए प्रारूपित किया गया है। ध्यान दें कि नरम नमनीय सामग्री कभी-कभी समय-तापमान अधिस्थापन के कारण संक्षोभ के समय भंगुर विफलता प्रदर्शित कर सकतें है।
कोई लचीली वस्तु संक्षोभ से मुड़ सकती है। उदाहरण के लिए, तांबे का घड़ा पृथ्वी पर गिराए जाने पर मुड़ सकता है।
ऐसा प्रतीत हो सकता है कि कुछ वस्तुएँ संक्षोभ से क्षतिग्रस्त नहीं हुई हैं, परंतु बार-बार निम्न-स्तर के संक्षोभ से क्लान्ति की विफलता का अनुभव होगा।
संक्षोभ के परिणामस्वरूप केवल सूक्ष्म क्षति हो सकती है जो उपयोग के लिए महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है। यद्यपि, कई संक्षोभ से संचयी सूक्ष्म क्षति के परिणामस्वरूप अंततः वस्तु अनुपयोगी हो जाएगी।
संक्षोभ से तत्काल स्पष्ट क्षति नहीं हो सकती है, परंतु इससे उत्पाद का सेवा जीवन छोटा हो सकता है: विश्वसनीयता कम हो जाती है।
संक्षोभ के कारण कोई वस्तु समायोजन से बाहर हो सकती है। उदाहरण के लिए, जब एक सटीक वैज्ञानिक उपकरण को मध्यम संक्षोभ का सामना करना पड़ता है, तो आगे के उपयोग से पहले इसे पुन: अंशांकित करना उपयुक्त अभ्यास हो सकता है।
प्राथमिक उच्च विस्फोटक जैसी कुछ सामग्रियां यांत्रिक संक्षोभ या प्रभाव से विस्फोटित हो सकती हैं।
जब तरल पदार्थ युक्त कांच की बोतलें गिरती हैं या संक्षोभ के अधीन होती हैं, तो जलाघात से जलगतिज ग्लास टूट सकता है।^[16]

विचार

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

स्रोत पर इनपुट संक्षोभ को कम करना और नियंत्रित करना।
इसकी कठोरता में सुधार करने के लिए वस्तु को संशोधित करें या संक्षोभ को उपयुक्त विधि से संभालने के लिए इसका अद्यतनीकरण करते रहना चाहिए।
वस्तु पर प्रसारित संक्षोभ को नियंत्रित करने के लिए संक्षोभ अवशोषक, संक्षोभ आरोह या उपवर्ह का उपयोग करना चाहिए। उपवर्हण^[18] संक्षोभ की अवधि बढ़ाकर उच्चतम त्वरण को कम कर देता है।
विफलताओं के लिए योजना बनाएं: कुछ हानि स्वीकार करें। पुनरावृत्ति प्रणालियों का उपयोग करना आदि।

यह भी देखें

पुनर्स्थापन का गुणांक – Ratio characterising inelastic collisions
कुशनिंग
लोचदार टकराव
फ्रैक्चर मैकेनिक्स
फ्रैक्चर टफनेस
जी-फोर्स
प्रभाव (यांत्रिकी) – Great force or shock applied over a short time period during a high-speed collision
जर्क (भौतिकी) – Rate of change of acceleration with time
मोडल परीक्षण
प्लास्टिक टकराव
पाइरोशॉक
रिस्पॉन्स स्पेक्ट्रम
शॉक माउंट
शॉक डेटा लॉगर
शॉक डिटेक्टर – Indicator of physical shock or impact
शॉक वेव – Propagating disturbance
थर्मल शॉक – Load caused by rapid temperature change
कंपन – Mechanical oscillations about an equilibrium point
जलाघात
एमआईएल-एस-901
एमआईएल-एसटीडी-810 – Military standard, शॉक

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↑ ASTM D3332-99(2010) Standard Test Methods for Mechanical-Shock Fragility of Products, Using Shock Machines
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↑ Walen, A E (1995). "Characterizing Shock Absorbers for Ground Vehicle Simulation". JTE. ASTM International. 23 (4). ISSN 0090-3973.
↑ ASTM D1596-14 Standard Test Method for Dynamic Shock Cushioning Characteristics of Packaging Material
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↑ ASTM STP209 Design and Tests of Building Structures: Symposiums on Seismic and Shock Loading Glued Laminated and Other Constructions.
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↑ ASTM Research Report D10-1004, ASTM International
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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]

[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)

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शॉक (यांत्रिकी)

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