مدل سازی عددی و تحلیلی پاسخ سازه ای لوله های ارتوتروپ به انفجار های گازی پیاپی
چکیده
پاسخ دینامیکی یک سازه تحت بارگذاری متحرک خانواده گسترده ای از مسایل را در طراحی مهندسی در بر می گیرد. یکی از انواع بارگذاری متحرک و متغیر با زمان، انفجار گازی در لوله ها است. موج انفجار گازی شامل یک موج شوک در جلو و یک منطقه واکنش در پشت آن است که به بکدیگر کوپل شده اند. در حوزه الاستیک خطی ایجاد ارتعاشات ناشی از انفجار گازی در استوانه ها، باعث افزایش کرنش نسبت به حالت بارگذاری استاتیکی با فشار داخلی یکسان می شود و وجود سرعت های بحرانی و امکان تشدید ارتعاشات در این سرعت ها امری مهم است که در طراحی باید مد نظر قرار گیرد. در پایان نامه حاضر پاسخ سازه ای الاستیک خطی یک لوله با طول محدود تحت بارگذاری انفجارهای گازی پیاپی مورد بررسی قرار گرفته است. در اینجا فرض شده است که بارگذاری فشاری انفجاری به صورت متقارن به جداره داخلی لوله اعمال می شود و بر این اساس فرض متقارن محوری در مدل سازی لوله در نظر گرفته شده و معادلات تنها در صفحه مولد نوشته و حل شده است. همچنین خواص مادی در جهات طولی و محیطی لوله متغیر است. با توجه به ضخامت جداره لوله و نسبت آن به سایر ابعاد، از روابط مربوط به تئوری برشی مرتبه اول برای پوسته استوانه استفاده شده و بدین نحو برش عرضی و اینرسی دورانی در مجموعه معادلات در نظر گرفته شده است. در ادامه جهت ساده سازی معادلات، مقدار چرخش ناشی از برش با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو تقریب زده شده است. از طرف دیگر مدل سازی و حل عددی مسئله توسط نرم افزار المان محدود آباکوس انجام گرفته و در نهایت ضمن مقایسه نتایج عددی و تحلیلی با یکدیگر، به بحث در مورد نتایج پرداخته شده است. در این تحقیق همچنین به بررسی اثر تعدادی از پارامترهای مسئله مانند خواص طولی و محیطی لوله، فرکانس توالی دتونیشنها و ... بر پاسخ لوله و امکان تشدید و یا تضعیف نوسانات جداره آن برداخته شده است