Introduction to shock-response spectra

Sjokk er en voldsom og plutselig hendelse. Det er mange eksempler på sjokk, fra jordskjelv og eksplosjoner til mer kontrollerte transiente mekaniske prosesser. I denne rapporten diskuterer vi teori, modellering og analysemetoder for sjokkrespons. Sjokkrespons angir hvordan objekter responderer på sjokk. Fagfeltet sjokkrespons kan anvendes på bygninger, kjøretøy, farkoster og skip og en mengde forskjellige objekter som kan bli utsatt for transiente krefter. Fagfeltet kan også anvendes på utstyr som er montert på slike objekter.

Ingeniører har arbeidet med sjokk og transiente prosesser i mange år. Spesielt er det relevant for forsvars- og romteknologi. I de store internasjonale miljøene er feltet modent og godt forstått. Innen romfartssektoren må utstyr testes og kvalifiseres etter definerte sjokk- og vibrasjonskriterier før det installeres i romfartøy for å bli brakt ut i rommet. Utstyret må tåle tester som er definert ved gitte sjokkrespons-spektra. Det samme gjelder for militært utstyr.

Vi erfarer at kunnskap om sjokkrespons og sjokkrespons-spektra, spesielt den teoretiske siden av dette, ikke er vel etablert blant norske forsvars-eksperter, hvilket er bakgrunnen for denne rapporten. Evnen til og muligheten for å foreta sjokksimulering og testing, sjokkanalyse og tolkning er essensiell for Forsvaret. Det burde være en grunnleggende ferdighet. Utstyr i marinefartøyer og militære kjøretøy må tåle visse definerte påkjenninger og dette burde være verifisert og testet før utstyret anskaffes og installeres.

Hovedfokus i denne rapporten er å presentere og forklare sjokkrespons-spekteret, hvorfor det er nyttig; og hvordan det kan beregnes. Vi presenterer noen eksempler og vi forklarer hvordan et sjokkrespons-spekter kan brukes som design kriterium og hvordan det kan brukes til å karakterisere sjokkpåvirkning. Tilslutt diskuteres fenomenet “sjokkspektrum-dip”.