استخراج زمان کاویتاسیون ورق مستطیلی مستقر در زیر آب تحت بار دینامیکی لحظه‌ای

Abstract

در این مقاله به مطالعه‌ی رفتار یک ورق مستطیلی ایزوتروپیک از جنس مس و فولاد با شرط مرزی گیردار تحت بار انفجاری مستقر در زیر آب پرداخته شده است. یکی از پدیده‌هایی که در این فرایند اتفاق می‌افتد بروز پدیده‌ی کاویتاسیون است. در زمان کاویتاسیون فشار کل ناشی از انفجار صفر شده و بنابراین معادلات حاکم بر حرکت جسم در زمان قبل و بعد از زمان کاویتاسیون متفاوت خواهد بود. به این علت در بررسی رفتار یک جسم تحت بارگذاری انفجاری زیر آب زمان کاویتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. برای محاسبه‌‌ی زمان کاویتاسیون ابتدا معادلات حاکم بر حرکت مستطیلی با رویکرد بکارگیری معادلات انرژی و استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده است. سپس به حل دقیق ارتعاشات آزاد ورق به منظور استخراج شکل مدهای ورق پرداخته شده و از این شکل مدها برای حل تحلیلی پاسخ اجباری ورق استفاده شده است. در ادامه با بدست ‌آوردن سرعت ورق در زمان کاویتاسیون و محاسبه‌ی تنش ایجاد شده و مقایسه آن با تنش تسلیم، امکان تشخیص زمان بروز کاویتاسیون در محدوده‌ی -الاستیک یا پلاستیک فراهم می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که زمان کاویتاسیون از مرتبه میکروثانیه می‌باشد.