بررسی اثر انفجار زیر آب، بر یک لوله فلزی با استفاده از ترکیب روش‌های هیدرودینامیک ذرات هموار و اجزای محدود

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائنات، ایران

2 استادیار دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائنات، ایران

doi
چکیده

بررسی و تحلیل بارهای دینامیکی بهخصوص بارهایی که در زمانی بسیار کوتاه، فشارهای بسیار بالایی بر سازههای اطراف وارد مینمایند، مانند بارهای ناشی از انفجار، بسیار مشکل و پیچیده میباشد. باتوجه‌به مشکلات مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی انفجار، استفاده از مدل‌سازی‌های عددی برای تحلیل این پدیده قابل‌توجیه می‌باشد. در این بین روش‌های با شبکه‌بندی مانند اجزای محدود باتوجه‌به خصوصیات انفجار مانند سرعت بسیار بالا و تغییر شکل‌های شدید، بهعلت پیچیدگی شدید شبکهها، نامناسب عمل نموده و سبب ایجاد خطاهای عددی میشوند. به همین جهت استفاده از روشهای بدون شبکه برای مدلسازی این پدیدهها مؤثرتر عمل مینمایند. در این مقاله انفجار در زیر آب و اثر آن بر روی یک لوله استوانهای فلزی، با استفاده از کوپل دو روش بدون شبکه بندی هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) و روش دارای شبکه بندی اجزای محدود مدل‌سازی شده و نتایج فشار ناشی از انفجار در آب با روابط تجربی و یک نمونه مدل سازی عددی، صحت سنجی شده‌اند. پدیده انفجار با روش بدون شبکه و لوله فلزی با روش اجزای محدود و با نرمافزار LS-Dyna مدلسازی شدهاند. در نهایت به بررسی تأثیر انفجار زیر آببر روی لوله فلزی از نظر فشار و تغییر مکان پرداخته شدهاست. نتایج نشانمیدهد که لوله فلزی تحت اثر انفجار در نقاط نزدیک به ماده منفجره متحمل تنش بالا و فشردگی زیاد میگردد و با افزایش فاصله زمان رسیدن به فشار حداکثر افزایش و مقدار فشار و فشردگی کاهش مییابد. در نزدیکترین نقطه مورد مطالعه، فشار در حدودMPa 295 و فشردگی در حدودcm 8/25 و در دورترین نقطه مورد مطالعه فشار به MPa 57 رسیده و تحت اثر امواج بازتابی، مکشی به اندازه cm 1 ایجاد مینماید.