بررسي تجربي و شبيه سازي عددي شكل دهي آزاد ورق هاي فولادي مستطيلي با روش انفجار مخلوط گازها

Experimental Investigation and Numerical Simulation of Rectangular Steel Plates Free Forming Using Gases Mixture Detonation

در اين مقاله، بررسي تجربي و عددي تغيير شكل پلاستيك ورق هاي فولادي مستطيلي با روش انفجار مخلوط گازها انجام شده است. در آزمايش هاي مختلف، ورق هاي فولادي با ضخامت‌هاي مختلف تحت اثر فشار شوك ناشي از انفجار با سرعت ‌بالا تغيير شكل يافت. همچنين فشار حاصل از انفجار مخلوط گازها با استفاده از سنسور فشار پيزو الكتريكي بعد از انفجار اندازه‌گيري شد. نتايج تجربي مربوط به اثر پارامترهايي نظير درصد مخلوط گاز، ضخامت ورق و شرايط مرزي بر توزيع كرنش طولي، عرضي و قطري و همچنين خيز مركز ورق، ارايه شده است. شبيه‌سازي عددي با استفاده از نرم‌افزار المان محدودABAQUS/EXPLICIT انجام گرفت. براي صحه‌گذاري مدل عددي، نتايج حاصل از شبيه‌سازي با نتايج تجربي مقايسه شد، اين مقايسه نشان داد كه نتايج عددي با نتايج تجربي به‌دست ‌آمده سازگاري قابل قبولي دارد و به‌طوركلي تمامي داده‌ها در محدوده قابل ‌اطمينان قرار مي گيرد. بنابراين استفاده از اين مدل عددي براي پيش‌بيني پروفيل تغيير شكل و خيز مركز ورق فولادي مستطيلي، مطلوب است.

In this paper, the plastic deformation of clamped rectangular steel plates is investigated both experimentally and numerically using gases mixture detonation approach. In the experimental tests, the steel plates with various thicknesses were deformed under shock wave effect caused by high velocity rate explosion. Also, the pressure of gases mixture detonation was measured after detonation by piezoelectric pressure transducer. The experimental results related to effect of parameter such as the percentage of gas mixture, plate thickness and boundary condition on longitudinal, transverse and diagonal strain distribution were presented. The numerical simulation is carried out using the finite element analysis software ABAQUS/Explicit. To validate the numerical simulation, the obtained results of simulation were compared with experimental ones. This comparison demonstrates that the numerical results have significant compatibility with experimental results. In general, all data is in the reliable range. Hence, utilizing the mentioned numerical model is appropriate for predicting the deformation profile and also the midpoint deflection of rectangular steel plate.