بررسی پارامترهای موثر در رفتار دینامیکی غیر خطی محفظه فولادی مستغرق تحت اثر انفجار زیر آب
چکیده
ایمنی و هزینه ساخت کشتی ها و زیردریایی ها سالیان زیادی است که مشغله ذهنی طراحان در این زمینه بوده است. انفجار زیر آب (undex) و اثر آن بر سازه های ثابت، غوطه ور و شناور یکی از مسائل مهم و استراتژیک در مهندسی بوده و پایداری و مقاومت در برابر آن از نکات کلیدی در طراحی ناوگان دریایی به شمار می آید. بنابراین همواره بایستی به دنبال ابداع روش هایی به منظور کاهش هزینه های طراحی و تولید کشتی ها و زیردریایی ها در کنار حفظ استحکام مناسب آنها بود. به منظور طراحی بهینه و مناسب بایستی عوامل تخریب و مد های مخرب توسط انجام آزمایش بررسی گردد که متاسفانه علاوه بر صرف هزینه های گزاف دارای مخاطرات خاص خود بوده همچنین محدودیت استفاده از مدل فقط برای یک بار را دارا می باشد. استفاده از روش تحلیل عددی توسط برنامه های کامپیوتری ابزاری برای مطالعه در زمینه انفجارهای زیر آبی میدان دور و میدان نزدیک می باشد که امکان مدل سازی، بررسی رفتار دینامیکی و خرابی بر روی کشتی ها و زیر دریایی ها و عوامل موثر در آنها را فراهم می سازد. مطالعه حاضر به بررسی رفتار دینامیکی غیر خطی سازه استوانه ای فولادی یک زیردریایی با مصالح همگن تحت اثر انفجار زیر آب به روش المان محدود در برنامه abaqus تمرکز نموده است. در ابتدای کار صحت سنجی بر روی یک مدل معتبر و بهینه سازی شده انجام یافته است. در ادامه نیز سازه تحت بارگذاری موج ضربه ای و افزودن بار حباب گاز بر آن تحلیل شده همچنین اثر فاصله انفجار و جرم ماده منفجره نیز به عنوان دو پارامتر مهم انفجار بررسی گردیده است. به طور خلاصه طبق نتایج تحقیق در صورت نصف شدن فاصله انفجار، فشار بیشینه بیش از دوبرابر می گردد همچنین با افزایش جرم ماده منفجره در فاصله انفجار ثابت، تغییرات فشار بیشینه نسبت به حالت قبلی کمتر است. همچنین مطابق تحلیل های انجام شده تاثیر کاهش حدفاصل انفجار در مقایسه با افزایش وزن ماده منفجره بیشتر می باشد. در صورت افزودن بار حباب به بار موج ضربه ای، تغییر مکان صلب سازه در جهت انفجار بیشتر شده و تغییر شکل بیشینه در هر دو حالت بارگذاری تفاوت قابل توجهی دارند در حالی که بار حباب تاثیر در تغییر شکل طولی استوانه ندارد. زمان وقوع و اتمام پدیده کاویتاسیون برای هر دو حالت بارگذاری یکسان است. سازه به حد خرابی نرسیده و بیشترین کرنش های پلاستیک در جناحین رخ می دهد.