تحليل عددي نفوذ خرج گود در اهداف بتني گسسته با استفاده از نرم‌ افزارهاي ال اس داينا و انسيس- اتوداين

Numerical analysis of shaped charge jet penetration into discrete concrete targets using LS-DYNA and ANSYS-AUTODYN

يكي از روش‌هاي ايمن‌سازي اهداف بتني در برابر تهديدهاي خرج گود، گسسته‌سازي آن‌ها است. هدف از اين پژوهش شبيه‌سازي فرآيند نفوذ خرج گود در اهداف بتني گسسته، در دو نرم‌افزار ال‌اس‌داينا و انسيس-اتوداين است. بدين منظور، فرآيند شبيه‌سازي براي يكي از نتايج تجربي موجود، انجام شده و نتايج بدست‌آمده در هر دو نرم‌افزار، صحت‌سنجي شده‌اند. در انتها نتايج دو نرم‌افزار در زمينه‌هاي سرعت جت، عمق نفوذ، قطر دهانه ورودي، مياني، خروجي و زمان اجرا مقايسه شده‌است. استفاده از روش آ-ال-اي براي فرآيند شكل‌گيري جت، و مدل آر-اچ-تي براي شبيه‌سازي رفتار بتن در نرخ كرنش‌هاي بالا نتايج مناسبي در هر دو نرم‌افزار بدست داد. تفاوت‌هاي روش برهم‌كنش المان‌هاي لاگرانژي و اويلري در دو نرم‌افزار، باعث شد تا عمق نفوذ بدست‌آمده در انسيس-اتوداين، از ال‌اس‌داينا كمتر و قطر دهانه‌هاي ورودي، خروجي و مياني در انسيس-اتوداين نسبت به ال‌اس‌داينا بيشتر باشد. عمق نفوذ در ال‌اس‌داينا، و قطر دهانه‌هاي ورودي، خروجي و مياني در انسيس-اتوداين به نتايج تجربي نزديك‌تر بودند. شبيه‌سازي بتن پيوسته نيز انجام شد و مشاهده گرديد كه عمق نفوذ خرج گود در بتن گسسته از بتن پيوسته كمتر است. نتايج بدست‌آمده نشان از تطابق خوب نتايج دو نرم‌افزار با مقادير تجربي دارد.

Discrete concrete targets show more resistance to penetration against shaped charges. The purpose of this study is to simulate the penetration of shaped charge in discrete concrete targets using LS-DYNA and ANSYS-AUTODYN and compare the results. For this purpose, the simulation process for one of the experimental results is performed and the results obtained from both software are validated. Finally, the results of two software in the fields of jet velocity, penetration depth, entry diameters, middle and exit crater, and run time are compared. Application of the ALE method for jet elements and the RHT concrete model to simulate the concrete behavior at high strain rates yielded good results. Differences in numerical solution method and command differences in the interaction of the Lagrangian and Eulerian elements in two software caused the depth of penetration in ANSYS-AUTODYN to be less than the LS-DYNA and the diameters of entry, middle and exit crater in ANSYS-AUTODYN become larger than the LS-DYNA and closer to the experimental results. The results of the two software are in good agreement with the experimental results. Continuous concrete was also simulated and it was found that the penetration depth of discrete concrete was lower than continuous concrete.