Iskupaineet

Iskupaineet ovat lyhytaikaisia, suuria painepiikkejä, joita syntyy, kun jyrkkä voima tai nopea liikkeen muutos kohdistuu rakenteeseen, nesteeseen tai kaasuun. Ne eroavat staattisista paineista sekä pitkäkestoisista dynamiikan ilmiöistä, ja ne voivat aiheuttaa materiaalien sekä rakenteiden vaurioita, erityisesti, kun nopea paineilmavirta tai suihku kasvata kyllästettyä stressiä.

Tyypillisiä iskupaineiden lähteitä ovat mekaaniset iskut ja kolhut, hydrodynaamiset paineishyppymät (kuten veden nopea pysäyttäminen putkistossa, ns. vesipaineisku), räjähdykset ja iskukorjaukset, iskuluonteiset laskeutumiset, sekä äkilliset ilmavirta- tai aerodynaamiset kuormitukset. Myös koneiden ja rakennusten järeät hetkelliset kuormitukset voivat aiheuttaa iskupaineita. Ominaisuusmuuttujia ovat huippupaine (pmax), nousuaika, paineen kesto ja paineen aiheuttama kokonaisimpulssi I = ∫ p dt.

Mittaus ja analyysi perustuvat paineherkimien mittauksiin sekä aikaprofiilien p(t) tarkasteluun. Tämän lisäksi tärkeimmät mittarit ovat huippupaine ja impulssi sekä paineen nousu- ja kestoajat. Iskupaineet voivat vaikuttaa rakenteisiin sekä materiaaleihin rasituksesta riippuen, aiheuttaen esimerkiksi muodonmuutoksia, väsymystä, halkeamia tai äkillistä epäonnistumista, erityisesti materiaaleissa, joiden lujuus on heikompi korkeilla kuormituksilla.

Suunnittelussa iskunpaineita hallitaan käyttämällä suojalaitteita ja joustavia rakenteita, kuten painepiirejä, paineenalennus- ja iskukytkimiä, iskukuumennuksia sekä tilapäisiä paineenvaimennuslaitteita. Rakenteiden suunnittelussa huomioidaan mahdolliset paineiskujen spektrit, ja kuormien hallinta on olennaista turvallisuuden ja kestävyyden varmistamiseksi.