مدل سازی تحلیلی تغییر شکل ورق مثلثی تحت انفجار مخلوط گازها

نوع مقاله : مکانیک ضربه

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، ایران

چکیده

پاسخ ورق فولادی نازک با بارگذاری انفجاری مخلوط گازها توسط روش‌ تحلیلی برای یافتن جابجایی مرکز ورق گیردارشده در قاب‌های مثلثی بررسی می‌شود. پروفایل‌های تغییر شکل ورق‌ها با ضخامت‌های مختلف گیردارشده بر قاب مثلثی تحت فشارهای پیش‌انفجار مختلف بررسی می‌شود که نشان‌دهنده‌ی تغییر شکل پلاستیک بزرگ با بیشترین تغییر شکل در مرکز جرم مثلث است. با اقتباس روش انرژی که پیش‌تر برای ورق‌های دایره‌ای بسط داده شده بود و استفاده از شرایط جدید مسئله، محدوده‌های جابجایی مرکز جرم ورق مثلثی به دست می آیند. همچنین، برخی پارامترهای مهم، شامل ضخامت ورق و استحکام تسلیم برای نشان دادن تأثیر ناحیه بدون پوشش بر پروفایل تغییر شکل مطالعه می‌شوند. نتایج مطالعات تحلیلی نشان از یک تطابق قابل قبول در مقایسه با آزمایش‌ها دارد و نشان دهنده‌ی کاهش یافتن جابجایی مرکز جرم با افزایش ضخامت ورق و در نظرگیری نرخ کرنش است. روش انرژی به عنوان یک ابزرا سودمند مبین کاهش جابجایی مرکز با سایز کوچک تر سطح بدون پوشش ورق است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Analytical Modeling of Triangular Plate Deflection under Gaseous Detonation Loading

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Haghgoo 1
  • Hashem Babaei 2
  • Tohid Mirzababaie Mostofi 3
1 Ph.D. Student, Faculty of Mechanical Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
2 َCorresponding author: Associate Professor, Faculty of Mechanical Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, University of Eyvanekey, Eyvanekey, Iran.
چکیده [English]

The response of thin steel plates subjected to gaseous mixture detonation loading is investigated analytically to determine the possible permanent deformation of center of steel plates clamped in triangular clamping frames. Deformation profiles of plates with different thicknesses under various pre-detonation pressures are investigated which shows large plastic deformations with the maximum deformation happening at the center of mass of the triangular plate. By adopting an energy method approach developed earlier for circular plates, and incorporating a newly developed condition, upper bounds are obtained for the center of mass deformation of the triangular plate. Besides, some important parameters, including plate thickness and yield strength were studied to show the exposed area effect on the deformation profile. The results from analytical studies demonstrate a good agreement compared with experiments and show that the center of mass displacement decreases greatly with involving thicker plate and strain rate influence. Energy method as a useful tool reveals that that midpoint deflection was decreased by the smaller size of the exposed area of the plate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Triangular plate
  • Gaseous detonation
  • Analytical modeling
  • Energy method

Smiley face

مراجع

[1] Abrahamsen BC, Alsos HS, Aune V, Fagerholt E, Faltinsen OM, Hellan Ø. Hydroplastic response of a square plate due to impact on calm water. Physics of Fluids. 2020;32(8):082103.##
[2] Karnesky J, Damazo J, Chow-Yee K, Rusinek A, Shepherd JE. Plastic deformation due to reflected detonation. International Journal of Solids and Structures. 2013;50(1):97-110.##
[3] Lepikhin P, Romashchenko V, Beiner O. Theoretical investigation of fracture in stress waves of anisotropic cylinder under internal explosion. Strength of Materials. 2016;48(5):615-31.##
[4] Zhang X, Wei H, Zhou L, Cai X, Deiterding R. Relationship of flame propagation and combustion mode transition of end-gas based on pressure wave in confined space. Combustion and Flame. 2020;214:371-86.##
[5] Trelat S, Sochet I, Autrusson B, Cheval K, Loiseau O. Impact of a shock wave on a structure on explosion at altitude. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2007;20(4-6):509-16.##
[6] Honda A, Suzuki M. Sheet metal forming by using gas imploding detonation. Journal of Materials Processing Technology. 1999;85(1-3):198-203.##
[7] Babaei H, Mirzababaie Mostofi T, Alitavoli M. Experimental investigation and analytical modelling for forming of circular-clamped plates by using gases mixture detonation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2020;234(5):1102-11.##
[8] Mirzababaie Mostofi T, Babaei H, Alitavoli M. Experimental and theoretical study on large ductile transverse deformations of rectangular plates subjected to shock load due to gas mixture detonation. Strain. 2017;53(4):e12235.##
[9] Babaei H, Darvizeh A. Analytical study of plastic deformation of clamped circular plates subjected to impulsive loading. Journal of Mechanics of Materials and Structures. 2012;7(4):309-22.##
[10] Babaei H, Mirzababaie Mostofi T, Alitavoli M. Experimental and theoretical study of large deformation of rectangular plates subjected to water hammer shock loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering. 2017;231(3):490-6.##
[11] Babaei H, Mostofi TM, Alitavoli M. Experimental and analytical investigation into large ductile transverse deformation of monolithic and multi-layered metallic square targets struck normally by rigid spherical projectile. Thin-Walled Structures. 2016;107:257-65.##
[12] Mostofi TM, Babaei H, Alitavoli M. Theoretical analysis on the effect of uniform and localized impulsive loading on the dynamic plastic behaviour of fully clamped thin quadrangular plates. Thin-Walled Structures. 2016;109:367-76.##
مکانیک هوافضا
دوره 18، شماره 3 - شماره پیاپی 69
شماره پیاپی 69، فصلنامه پاییز
مهر 1401
صفحه 41-52

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 19 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری: 03 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 07 تیر 1401
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار