مدل سازي عددي تأثير جنس مستهلك كننده در كاهش انرژي امواج ضربه اي در محيط خاك

Numerical modeling of the effect of different attenuator elements on reducing the energy of shock waves in the soil environment

سازه ها با شكل، جنس يا مصالح مختلف، رفتارهاي متفاوتي در برابر امواج ضربه اي از خود نشان مي دهند و درك صحيح عملكرد سازه در برابر اين امواج مي تواند در انتخاب شكل مناسب مصالح، مفيد و موثر واقع شود. در اين مطالعه، بررسي ميزان كاهش انرژي امواج مكانيكي ضربه اي، بر روي سازه مستهلك كننده با جنس هاي متفاوت و با ضخامت مختلف بررسي شده است. مستهلك كننده هايي كه امروزه در دنيا مورد توجه قرار گرفته و نتايج مطلوبي داشته اند، مدلسازي شده اند. خاك مورد استفاده در اين مدلسازي، نوع 5 در دسته بندي كد TM 5-855-1 ارتش آمريكا ، مي باشد. مدلسازي با نرم افزار آباكوس انجام شده است كه نسبت به ساير نرم افزارهاي اجزاء محدود مشابه، به دليل داشتن رويه هاي حل صريح و ضمني، و دارا بودن مدل هاي رفتاري پيشرفته براي مواد مختلف، محبوب است. از نتايج مهم بدست آمده مي توان به تاثير مستهلك كننده ژيوفوم در كاهش60 درصدي و ساندويچ پنل آگزتيك در كاهش 50 درصدي انرژي موج منتشر شده در خاك، اشاره نمود. از جنبه هاي نوآورانه اين تحقيق مي توان به بررسي ميزان اثر مصالح نوين اشاره كرد. يكي ديگر از جنبه هاي نوآوري نسبت به مطالعات گذشته، بررسي همه اين آثار در محيط تركيبي مانند زمين است كه از اجزاي مختلف يعني سنگ و خاك تشكيل شده است. اين اجزاء هر كدام به واسطه ي پارامترها و خاصيت هايي كه دارند تاثير خود را در انتشار امواج مكانيكي گذاشته و باعث ايجاد تفاوت ها مي شوند.

Structures with different shapes or materials show different behaviors against shock waves, and a correct understanding of the structure's performance against these waves can be useful and effective in choosing the appropriate shape of materials. In this study, the amount of energy reduction of impulsive mechanical waves on the attenuator elements with different materials and different thicknesses has been investigated. Attenuator elements that have been considered in the world today and have shown good results have been modeled. The soil model employed was chosen from the U.S. Army TM 5-855-1 soil classification as Type 5, i.e., highly saturated clay.
With the increasing development of software and hardware facilities in recent decades, the use of finite element software in solving engineering science problems has made significant progress. Like ABAQUS, FLAC and ANSYS software. For example, ABAQUS software compared to other similar finite element software, due to its explicit and implicit solution procedures, has advanced and diverse behavioral models for different materials such as metals, rubber, concrete, soil, stone, fluids and ability to quick development of models with complex geometry. Therefore, in the past few years, this software has attracted the attention of many researchers.
One of the important results in this study is effect of Geofoam in reducing by 60% and Auxetic sandwich panel in reducing by 50% of the emitted wave energy in the soil. One of the innovative aspects of this project is the study of the effect of new materials. Another aspect of innovation compared to previous studies is the study of all these effects is in a composite environment, such as the earth, which is composed of different components such as rock and soil. Each of these components, due to their parameters and properties, have an effect on the propagation of mechanical waves and cause differences