بررسي تجربي و عددي تغيير شكل پلاستيك ورق هاي دايره اي تحت بارگذاري انفجاري

Experimental and Numerical Investigation of Plastic Deformation of Circular Plates Subjected to Blast Loading

در اين مقاله تغيير شكل پلاستيك ورق هاي دايره اي كاملاً گيردار تحت بارگذاري انفجاري با سامانه پاندول بالستيك مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تجربي بر حسب خيز مركز ورق و پروفيل تغيير شكل مورد ارزيابي قرار گرفته است. براي بررسي تاثير خواص مكانيكي ماده بر روي ميزان تغيير شكل ورق، آزمايش هايي بر روي ورق با جنس و ضخامت هاي متفاوت اعم از مسي، فولادي و آلومينيومي صورت گرفته است. همچنين با تغيير فاصله استقرار خرج، تاثير نوع بارگذاري در تغيير شكل ورق مطالعه شده است. شبيه‌سازي عددي با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ABAQUS/EXPLICIT انجام شده و نتايج حاصل از محاسبه ضريب افت فشار با دو روش مختلف مقايسه گرديده است. براي صحه‌گذاري مدل عددي، نتايج حاصل از شبيه‌سازي نيز با نتايج تجربي مقايسه شده است. اين مقايسه نشان مي‌دهد كه نتايج عددي با نتايج تجربي به دست آمده سازگاري قابل قبولي دارد و به طور كلي با توجه به روابط ارايه شده، 74% و 67% از داده‌ها در محدوده قابل اطمينان قرار مي گيرند، بنابراين استفاده از اين مدل عددي براي پيش‌بيني پروفيل تغيير شكل و خيز مركز ورق دايره اي مطلوب است.

In this paper, the plastic deformation of fully clamped circular plates is investigated, under different blast loadings by means of the ballistic pendulum. Experimental results are evaluated according to the mid-point deflection of the plate as well as the deformation profile. In order to assess the effects of materials mechanical properties on the plate deformation, some experimental tests are performed on various types of plates with different thicknesses, including copper, steel and aluminum. Furthermore, the effect of loading type on the plate deformation is studied through varying the charge stand-off distance. The numerical simulation is carried out using the finite element analysis software ABAQUS/EXPLICIT . In the numerical simulation, the results of calculating the pressure drop coefficient are compared, using two different methods. It should be mentioned that, for validating the numerical model, the yielded results of simulation are compared with experimental results. This comparison demonstrates that the numerical results have satisfying compatibility with experimental results. In general, regarding the presented equations, 74% and 67% of data are in the reliable range. Hence, utilizing the mentioned numerical model for predicting the deformation profile and also the mid-point deflection of circular plates is appropriate.