بررسی اثر تقویت کننده‌های عرضی روی ورق‌های فولادی تخت و انحنادار تحت ضربه سقوط آزاد

نوع مقاله: گرایش رفتار مکانیکی مواد و سازه

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد گروه عمران دانشگاه لرستان

2 دانشیار گروه عمران دانشگاه لرستان

3 استادیار گروه مکانیک

4 کارشناسی ارشد گروه عمران دانشگاه تبریز

چکیده

دراین تحقیق، بررسی آزمایشگاهی و عددی بر روی ورق­های فولادی تخت و انحنادار در دو حالت ساده و همراه با تقویت­کننده­ها با مقطع عرضی مختلف جهت ارزیابی های بیشتر، تحت اثر ضربه ناشی از سقوط آزاد وزنه صورت گرفته است. در این پژوهش از دو شعاع انحنای بی نهایت (ورق تخت) و 110 میلیمتر تحت ضربه ناشی از سقوط آزاد وزنه استفاده شده است. ورق فولادی انتخاب شده از جنس فولاد 12St و با ابعاد 200*220 میلیمتر و با ضخامت 1 میلی متر می­باشد. جنس و ضخامت تقویت کننده­های مورد استفاده نیز همانند ورق اصلی می باشد. پارامترهای مورد ارزیابی این پژوهش شامل مقدار شتاب ضربه، میزان تغییرشکل ماندگار و مقدار جذب انرژی ورق می باشد. برای مدل سازی عددی از نرم­افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. مقاطعی که به عنوان تقویت­کننده ­در بررسی­های پارامتری عددی در نظر گرفته شده است شامل نواری، نیم استوانه­ای، استوانه­ای، سینوسی، مثلثی می باشد. نتایج نشان می­دهد که انحناء باعث کاهش شتاب ضربه، افزایش تغییرشکل ماندگار و جذب انرژی می­شود. ایجاد تقویت کننده­ها مقدار طول لهیدگی را کاهش داده اما تقویت­کننده­های نواری باعث کاهش جذب­انرژی این ورق­ها نسبت به ورق­های ساده شده است. با توجه به انواع تقویت­کننده­ها، المان استوانه­ای از عملکرد بهتری برخودار می­باشد، زیرا نسبت به تقویت­کننده­های متعامد دارای شتاب ضربه کمتر و همچنن از جذب انرژی بیشتری برخوردار می­باشد، البته مقدار تغییرشکل در این ورق­ها افزایش یافته است. 

کلیدواژه‌ها


[1] Bidi, A. Gh., Liaghat, Gh., Rahimi. “Experimental and numerical analysis of impact on steel curved panels”, Modares Mechanical Engineering. Vol. 16, No. 4, pp. 281-288, 2016. (In Persian).##
[2]. Bidi, A., Liaghat, Gh., abd Rahimi, Gh. “Experimental and numerical analysis of impact on curved steel- polyurea bi-layer panels”, Science and Technology of Composites. Vol. 3, No. 3, pp. 207-214, 2016. (In Persian).##
[3]. Bidi, A., Liaghat, Gh., and Rahimi, Gh. “Effect of nano clay addition to energy absorption capacity of steel-polyurea bi-layer”, Science and Technology of Composites. Vol. 3, No. 2, pp. 157-164, 2016. (In Persian).##
[4]. Merzhievskii, L. A., and Titov, V. M. “Perforation of Plates through High Velocity Impact”, Applied Mechanics and Technical Physics.  No.16,  pp. 757, 1975.##
[5]. O’Toolea, B., Trabiaa, M., Hixsonb, R., Roya, S.K., Penab, M., Beckerb, S., Daykinb, E., Machorrob, E., Jenningsa, R., and Matthes, M. “Modeling Plastic Deformation of Steel Plates in Hypervelocity Impact Experiments”, Procedia Engineering.  No.103,  pp. 458-465, 2015.##
[6]. Kumar, P.,  LeBlanc, J.,  Stargel, D., and Shukla, A. “Effect of plate curvature on blast response of aluminum panels”, International Journal of Impact Engineering. Vol. 46, No.29, pp.74-85, 2012.##
[7]. Ustaa, F., Mullaoglu, F., Türkmen, H.S.,  Balkan, D., Mecitoglu, Z., Kurtaran, H., and Akay, E. “Effects of Thickness and Curvature on Impact Behaviour of Composite Panels”, Procedia Engineering. No.167, pp. 216-222, 2016.##
[8]. Choubini, M., Liaghat, Gh. H., and Hossein Pol, M. “Investigation of energy absorption and deformation of thin walled tubes with circle and square section geometries under transverse impact loading”, Modares Mechanical Engineering. Vol. 15, No. 1, pp. 75-83, 2015. (In Persian).##
[9]. Irshidat, M., Al-Ostaz, A., and Cheng, A. H. D. “predicting the response of polyurea coated high hard steel plates to ballistic impact by fragment simulating projectiles”, Accessed on 20 December, 2014.##
[10]. Khedmati, M.R., and Nazari, M. “A numerical investigation into strength and deformation characteristics of preloaded tubular members under lateral impact loads”, Marine Structures. Vol. 25, pp. 33–57, 2012.##
[11]. Amini, M.R., Isaacs, J., and Nasser, S. “Investigation of Effect of Polyurea on Response of Steel Plates to Impulsive Loads in Direct Pressure Pulse Experiments”, Mechanics of Materials. Vol. 42, pp. 628-639, 2010.##
[12]. Mastali, M., Naghibdehi, M.G., Naghipour, M., and Rabiee, S.M. “Experimental assessment of functionally graded reinforced concrete (FGRC) slabs under drop weight and projectile impacts”, Construction and Building Materials. Vol. 95, pp. 296–311, 2015.##
[13]. Hyunbum P., “Investigation on low velocity impact behavior between graphite/epoxy composite and steel plate”, Composite Structures. Vol. 171, pp. 126-130, 2017.##
[14]. Ezzati, M., Zeinoddini, M., and Masoudi, T. “Assessment of Force-Deflection Relations of Steel Tubular Members under Lateral Quasi-Static Impacts from Dropped Objects”, Sea Engineering Journal. No.20, pp. 79 – 88, 2015.##
[15]. Hatami, H., and Jahromi, A.G. “Energy absorption performance on multilayer expanded metal tubes under axial impact”, Thin-Walled Structures. Vol. 116, pp. 1–11, 2016.##
[16]. Hatami, H., and Nouri, M.D. “Experimental and numerical investigation of lattice-walled cylindrical shell under low axial impact velocities”, Latin American Journal of Solids and Structures. Vol. 12, No. 10, pp. 1950-1971, 2015.##
[17]. Nouri, M.D., Hatami, H., and Jahromi, A.G. “Experimental and numerical investigation of expanded metal tube absorber under axial impact loading”, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 54, No. 6, pp. 123
5-1266, 2015.##
[18]. Hatami, H., Rad, M.S.