بررسي تجربي و عددي خيز ماكزيمم ورق‌هاي دايروي آلومينيومي در برابر انفجار در هوا

Experimental and numerical investigation of the maximum deflection of circular aluminum plate subjected to free air explosion

در اين تحقيق، به بررسي تجربي و عددي ماكزيمم خيز ورق هاي دايروي تحت اثر موج شوك حاصل از انفجار پرداخته شده است. موج شوك توسط انفجار يك خرج كروي، كه در فاصله هاي مختلف از مركز ورق قرار مي‌گيرد، ايجاد مي شود. دو سري آزمايش طراحي شده است كه در سري اول موج شوك رسيده به سازه، غير يكنواخت و در سري دوم موج شوك رسيده به سازه يكنواخت است. هدف از طراحي و اجراي آزمايش‌ها، بررسي تاثير نحوه برخورد موج بر ميزان تغيير شكل و استخراج دو مدل نيمه تجربي براي پيش‌بيني ميزان خيز ماكزيمم وسط ورق دايروي در دو حالت موج شوك يكنواخت و غير يكنواخت است. اين دو مدل به صورت تابعي از عدد تخريب نيوريك كه تاثير همه پارامترهاي مربوط به ماده منفجره و سازه را خلاصه و بي‌بعد مي كند، ارايه مي‌شوند. براي راستي آزمايي آزمايش هاي تجربي، به كمك نرم‌افزار المان محدود ال-اس داينا، شبيه‌سازي عددي رفتار ورق در برابر موج انفجار انجام شد و نتايج به دست آمده با نتايج تجربي مقايسه شد. نتايج بدست آمده با درصد خطاي قابل قبولي به نتايج آزمايش هاي تجربي نزديك است. در نهايت نتايج حاصل با مدل هاي نيمه تجربي محققان ديگر كه در اين زمينه تحقيق كرده‌اند، مقايسه گرديد.

In this study, the numerical and experimental investigation of the maximum deflection of circular plates under shock wave from the air blast is discussed. Shock wave will be generated by explosion of a spherical charge at different distances from the center of the plate. Two series of tests were designed, in the first series non-uniform shock wave reached the structure, and the second series of shock waves were uniform. The purpose of design and implementation of experiments was to investigate the effect of waves on the deformation behavior and extract semi-empirical model to predict the maximum deflection of the center of the circular plate subjected to uniform and non-uniform normal shock wave. These two models are presented, as a function of the Nurick damage number that summarize the effects of all parameters of explosive material and structures and make them dimensionless. Then for the experimental verification using finite element software LS-DYNA, the numerical simulation of the behavior of plate under free air explosion was performed and the results were compared with experimental results. Results obtained with acceptable margin of error are close to the experimental results. Finally, the results obtained were compared with semi-empirical models of other scholars who have researched this area.