بارگذاري انفجاري مكرر روي ورق‌هاي مستطيلي تقويت شده با خط جوش: بررسي تجربي و مدلسازي با شبكه عصبي GMDH

Uniform Blast Loading on Stiffened Rectangular Plates by Welding Line: Experimental Investigation and Modelling Using GMDH Neural Network

در اين پژوهش، به بررسي تغيير شكل بزرگ پلاستيك ورق‌هاي مستطيلي فولادي تحت بارگذاري انفجاري مكرر پرداخته‌شده است. در اين راستا، آزمايش‌هاي روي سه ساختار مختلف تقويت نشده، تقويت‌شده با يك و دو خط جوش انجام‌شده است. جهت بررسي مودهاي تغيير شكل و مكانيسم شكست نمونه‌هاي آزمايشي، بار ديناميكي در محدوده‌اي گسترده با استفاده از جرم خرج‌هاي 25، 35، 45 و 50 گرم تا 3 مرتبه اعمال شد. مشاهدات تجربي بيان مي‌كند كه با افزايش جرم خرج، مودهاي تغيير شكل اول (a) و اول (b) در جرم خرج‌ بالاتر و در تكرار بارگذاري در شماره بالاتر مشاهده مي‌شود. در ورق تقويت نشده در بارگذاري سوم با جرم خرج 25 گرم، حالت اول (a) شكست مشاهده مي‌شود؛ اما اين مود شكست در نمونه تقويت‌شده با يك و دو خط جوش به ترتيب در تكرار سوم در جرم خرج 35 گرم و 45 گرم مشاهده مي‌شود. اين موضوع نشان‌دهنده تأثير خط جوش بر تغييرات مود شكست است. علاوه بر اين، در بخش مدل‌سازي عددي، از شبكه عصبي براي ارائه يك مدل رياضي بر مبناي اعداد بي‌بعد جهت پيش‌بيني بيشترين خيز دائمي نمونه‌هاي آزمايشي استفاده شد. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه توافق خوبي بين مدل ارائه‌شده با مقادير تجربي برقرار است به‌طوري‌كه هر دو ساختار در محدوده خطاي كمتر از 10% قرار گرفتند.

In the present study, the dynamic response of rectangular steel plates under repeated impulsive loading was investigated. In this regard, experiments were performed on three different structures: unstiffened, stiffened with one and two welding lines. To investigate the deformation modes and the failure mechanism of the experimental specimens, dynamic loads in a wide range were applied up to 3 loads by 25, 35, 45, and 50 g charge masses. Experimental observations demonstrate that with increasing charge mass, the Mode Ia and Mode Ib are observed in a higher charge mass and loading repetitions in a higher number. For the unstiffened plate, at the 3rd load with a mass of 25g, a change Mode Ia is observed, however, the same deformation mode occurs for the stiffened plate with a single and two weld lines at the 3rd blast load by 35g and 45 g charge mass, respectively. These observations indicate the effect of the weld line and its numbers on the variation of failure modes. Furthermore, in the numerical modeling section, the Group Method of Data Handling (GMDH) neural network was used to present a mathematical model based on dimensionless numbers to predict the maximum permanent deflection of tested specimens. Good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and all data points are within the ±10% error range for every two patterns.