تحليل و بهينه سازي صفحه كامپوزيتي تحت بار انفجار زير آب با روش المان محدود

Cation Distribution, Structural Parameters and Magnetic Moment in the Spinel Structure of Li-Zn Ferrite Prepared by Glycine-Nitrate Process

سازه هاي دريايي بايد علاوه بر تحمل فشار هيدرواستاتيك آب، تا حد امكان در برابر بارهاي ناشي از انفجار زير آب مقاوم باشند. مي بايست نسبت استحكام به وزن اين سازه ها تا حد امكان بالا بوده، تا سازه طراحي شده به لحاظ مواد مصرفي، انرژي و هزينه بهينه باشد. در اين مقاله ابتدا روشي جهت شبيه سازي پديده انفجار زير آب در محيط نرم افزار ABAQUS ارايه شده و با استفاده از نتايج تجربي موجود، اين روش صحت سنجي شده است. سپس با استفاده از اين روش رفتار ديناميكي سازه كامپوزيتي تحت بار انفجار زير آب بررسي شده است. در ادامه الگوريتمي ارايه شده است كه به وسيله آن مي توان با تغيير زاويه و ضخامت صفحه كامپوزيتي، وزن صفحه را در شرايطي كه سازه در مقابل بار انفجار زير آب دچار شكست نشود، با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه نمود. نتايج نشان مي دهد كه الگوريتم ارايه شده توانايي بهينه سازي وزن سازه كامپوزيتي را دارد. بر اساس بهينه سازي انجام شده، با كاهش %38 وزن، سازه هم چنان در برابر نيروي انفجار مقاوم است. با توجه به پايين بودن نسبت وزن به استحكام در سازه هاي كامپوزيتي، اين سازه ها كاربردهاي فراواني در صنايع نظامي و دريايي دارند. از نتايج اين مسيله مي توان براي بهينه سازي وزن و استحكام سازه هاي دريايي كه در مقابل بار انفجار زير آب قرار مي گيرند استفاده نمود.

Marine structures in addition to sustain water hydrostatic pressure should be as far as possible resistant against the loads resulting from underwater explosions. The ratio of strength to weight of these structures should be high as far as possible, so the designed structure in terms of materials, energy and the cost would be optimized. In this paper at first a method for simulation of underwater explosion phenomena in the ABAQUS software environment is presented and by using available experimental results, this method is verified. Then, by using this method the dynamic behavior of the composite structure subjected to underwater explosion is investigated. In following, an algorithm is presented by which the weight of plate can be optimized by using genetic algorithm through change of the angle and thickness of composite plate, in conditions that structure against underwater explosion load would not be fractured. Results show that the presented algorithm can optimize the composite structure weight. Upon to 38% weight reduction, the structure is still resistant against the explosive load. According to low weight to strength ratio of composite structures, they have many applications in military and marine industries. The presented method can be used to optimize the weight and strength of marine structures subjected to underwater load.