مطالعه تجربي و ارايه مدل تحليلي براي پاسخ غير الاستيك ورق هاي مستطيلي تحت بارگذاري هيدروديناميكي

Experimental Study and Analytical Modeling for Inelastic Response of Rectangular Plates under Hydrodynamic Loads

هدف از اين مقاله، مطالعه تجربي و تحليلي تغيير شكل غير الاستيك ورق هاي مستطيلي كاملاً گيردار تحت بارگذاري هيدروديناميكي با نرخ پايين توسط سامانه چكش پرتابه اي است. در بخش تحليلي، مدل هايي براي پيش بيني خيز مركز ورق با استفاده از دو روش لولاي پلاستيك و انرژي ارايه مي شود. درروش لولاي پلاستيك فرض مي شود كه ورق استفاده‌شده در بررسي هاي تجربي شامل يك لولاي مركزي و 4 لولاي غير مركزي در داخل و همچنين 4 لولا براي شرايط تكيه‌گاهي كاملاً گيردار باشد. اما درروش انرژي، مدل ارايه‌شده با ضمن فرض پروفيل تغيير شكل در سه راستا، اثرات كرنش غشايي و خمشي و همچنين نرخ كرنش همزمان لحاظ شده است. بدين منظور در بخش تجربي، براي اعتبار سنجي نتايج به‌دست‌آمده از مدل هاي تحليلي ارايه‌شده و همچنين بررسي رفتار مكانيكي مواد مختلف نسبت به بار ضربه اي واردشده، آزمايش هايي بر روي ورق هاي مستطيلي باضخامت، جنس و همچنين سطوح انرژي متفاوت انجام مي شود. از مقايسه نتايج تحليلي و تجربي مشاهده مي شود كه نتايج تحليلي صحت قابل قبولي را دارا هستند بنابراين استفاده از مدل هاي تحليلي ارايه‌شده براي پيش‌بيني خيز مركز ورق مستطيلي تحت بارگذاري هيدروديناميكي مطلوب است.

The main aim of this paper is to perform analytical and experimental study on the inelastic deformation of fully clamped rectangular plates under the low rate hydrodynamic loading with drop-hammer. In the analytic section, some models are presented for predicting the mid-point deflection by two methods, namely the plastic hinge and energy method. Through the plastic hinge method, it is assumed that the used plate in the experimental analysis consists of a central and four decentralized hinges inside, and also four hinges for fully clamed supported conditions; while in the energy method the proposed model assumes the deformation in three directions, membranes and bending strains. Besides, the deformation profile and also the strain rate are assumed. To do this, in experimental section, some experiments were conducted on rectangular plates with different thicknesses, materials and levels of energy in order to validate the obtained analytic results and also survey the mechanical behavior of materials according to impacts. By comparing analytic and experimental results, it is obvious that they have sufficient accuracy, therefore using the presented analytic models is desired for predicting the mid-point deflection of rectangular plates under the hydrodynamic loading.