بررسي تجربي و تحليلي تغيير شكل پلاستيك ورق هاي دايره اي تحت با رگذاري هيدروديناميكي

Experimental and Analytical Investigation into Plastic Deformation of Circular Plates Subjected to Hydrodynamic Loading

در اين مقاله تغيير شكل پلاستيك ورق هاي دايره اي گيردار فولادي و آلومينيومي تحت شرايط بارگذاري هيدروديناميكي مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است. آزمايش هاي متعددي با به كار بردن دستگاه چكش پرتابه اي انجام‌ شده است. نتايج به‌دست ‌آمده از آن‌ها برحسب خيز مركز ورق، توزيع كرنش ها و پروفيل يا گستره تغيير شكل ارزيابي و همچنين تاثير پارامترهايي نظير خواص مكانيكي ورق، ضخامت آن و فاصله استقرار چكش يا انرژي انتقالي، بر روي رفتار تغيير شكل ورق، مطالعه شده است. در روش مدل‌سازي تحليلي، مدل ارايه شده با استفاده از روش انرژي و با در نظر گرفتن تابع مفروض گسترده تغيير شكل بر اساس شواهد تجربي، تعيين‌ شده است. در اين مدل اثرات نرخ كرنش، كرنش شعاعي و محيطي و همچنين اثرات انرژي كرنشي خمشي و غشايي توامان لحاظ شده است. محاسبه مدل ارايه‌ شده بر اساس مفروضات منطقي و پايه اي است لذا اين روش مي تواند در مطالعه رفتار تغيير شكل پلاستيك ورق هاي دايروي تحت بارگذاري ديناميكي استفاده شود. نتايج حاصل از اين مدل براي خيز مركز ورق، توافق مطلوبي را با نتايج اندازه گيري شده در آزمايش ها نشان مي دهد لذا به كار بردن اين مدل در پيش‌بيني خيز مركز ورق تحت شرايط مختلف بارگذاري هيدروديناميكي مناسب است.

In this paper, plastic deformation of the clamped mild steel and aluminum circular plates subjected to different hydrodynamic impact loading conditions are investigated. Extensive experimental tests were carried out by using a drop hammer. The experimental results are presented in terms of central deflection of the plates, deflection profiles, and strain distributions. The effect of different parameters such as material properties, plate thickness, stand off distance of hammer or the transfer energy were also investigated on behavior of deformation of plate. Analytical modeling was carried out using energy approach and introducing the deflection profile function based on the observed result of experimental. In this model effect of strain rate, hoop strain, radius strain and also effects of bending strain energy and membrane strain energy have been inserted. Calculations of the cases indicate that the proposed analytical models are based on reasonable assumptions. So, this method can be used for study of plastic deformation of plates under dynamic loading. The agreement between analytical and experimental results indicates that the new analytical approach presented in this work may be successfully employed for prediction of central deflection in different hydrodynamic impact loading conditions.