پاسخ ديناميكي سپر انفجاري ساندويچي مدور با هسته لوله‌اي تحت بار انفجار آزاد

Dynamic Response of Circular Sandwich Blast Shield with Tubular Core under Free Blast Load

ورق‌هاي ساندويچي سازه‌هاي رايجي براي جذب انرژي انفجار و استفاده به‌عنوان سپر انفجار مي‌باشند. در اين مقاله عملكرد و پاسخ ديناميكي نوع جديدي از سازه‌هاي ورق ساندويچي فلزي و مدور به‌عنوان جاذب انرژي انفجار با هسته لوله‌اي شعاعي غير همرس تحت بار انفجار موردبررسي قرارگرفته است. از روش‌هاي تحليلي، تجربي و عددي براي ارزيابي پاسخ ديناميكي سازه ورق ساندويچي استفاده‌شده است. در روش تحليلي پاسخ سازه به سه مرحله زماني مجزا و متوالي تقسيم‌شده است. مرحله اول شامل تداخل سازه و سيال، مرحله دوم تراكم و له‌شدگي هسته و مرحله سوم پاسخ ديناميكي و خمش كل سازه ورق ساندويچي است. با استفاده از قوانين بنيادين علم مكانيك مانند قوانين بقاء جرم و بقاء ممنتوم، پاسخ تحليلي تغيير شكل و معادلات حاكم بر آن فرمول‌بندي شده است و معادله‌اي به شكل بسته براي خيز سازه و مقدار بيشينه آن به‌دست‌آمده است. آزمايش تجربي با ساخت يك ورق ساندويچي تحت بار انفجار و به روش انفجار آزاد، به‌منظور ارزيابي و صحت سنجي نتايج تحليلي و عددي انجام‌شده است. حل عددي در نرم‌افزار اجزاء محدود ABAQUS و با توليد تابع فشار به روش CONWEP انجام‌شده است. نتايج باهم مقايسه شده‌اند و انطباق خوبي بين نتايج به روش‌هاي مختلف وجود دارد.

Sandwich panels are common structures for absorbing explosion energy and used as an explosion shield. In this paper, the performance and dynamic response of a new type of metal and circular sandwich sheet structures as blast energy absorbers with radial tube cores under blast load are investigated. Analytical, experimental and numerical methods have been used to evaluate the dynamic response of the sandwich panel structure. In the analytical method, the response of the structure is divided into three separate and consecutive time stages. The first stage includes the interaction of structure and fluid, the second stage is the compression and crushing of the core and the third stage is the dynamic response and bending of the whole structure of the sandwich panel. Using the basic laws of mechanics, such as the laws of mass and momentum conservation, the analytical response of the deformation and the governing equations have been formulated, and a closed equation for the rise of the structure and its maximum value has been obtained. The experiment was performed by making a sandwich panel under the blast load and by free blasting method in order to evaluate and validate the analytical and numerical results. Numerical solution is performed in ABAQUS finite element software by generating pressure function by CONWEP method. The results are compared and there is good agreement between the results in different ways.