ارزیابی رفتار انبساط شعاعی استوانه جدار ضخیم تحت بارگذاری انفجاری داخلی به همراه تحلیل عددی

Abstract

نظر به کاربردهای فراوان استوانه‌های جدار ضخیم، اطلاع از رفتار اینگونه سازه‌ها از اهمیت فراوانی برخوردار می‌باشد. روابط بسیاری درخصوص رفتار استوانه‌ها و کره‌های حاوی ماده منفجره بدست آمده است که عمدتاً متکی بر مدل‌های تجربی می‌باشد. از این‌رو استخراج مدل تحلیلی در سازه‌های تحت بارگذاری داخلی و با نرخ بالا مانند فرآیندهای انفجاری در استوانه‌ها، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. هدف اصلی این مقاله، استخراج مدل ریاضی انبساط استوانه جدار ضخیم ایزوتروپیک آلومینیومی حاوی ماده منفجره تی.اِن‌.تی می‌باشد که در آن، رفتار ماده منفجره بصورت معادله حالت JWL درنظر گرفته شده است. مدل استحکامی در تحلیل حاضر بر پایه معادله کوپر-سایموند می‌باشد که نرخ کرنش لحظه‌ای در آن وارد و نتیجتاً استحکام دینامیکی بر پایه آن، مورد محاسبه و بکارگیری قرار می‌گیرد. از این حیث، درنظرگرفتن فشار آنی محصولات انفجاری بعنوان شرایط مرزی و همچنین وجود نرخ کرنش لحظه‌ای و تاثیر آن بر استحکام دینامیکی ماده، از نکات حائز اهمیت و منحصر بفرد در این مقاله محسوب می‌شود. با ارائه معادلات تعادل در استوانه‌های جدار ضخیم، تنش‌های شعاعی و محیطی و سرعت شعاعی استوانه استخراج می‌گردد و با شرایط مرزی و هندسی لحظه‌ای و اصلاح تنش دینامیکی ماده باتوجه به نرخ کرنش، سرعت شعاعی آن با حل معادله دیفرانسیل مربوطه، محاسبه می‌گردد. پس از استخراج سرعت شعاعی، سایر معادلات تنش مورد بررسی و ارزیابی قرار خواهد گرفت. در ادامه، شبیه‌سازی نرم‌افزاری باتوجه به مفروضات، به منظور بررسی روند کلی نتایج حاصل از مدل‌سازی، با نرم‌افزار اُتوداین انجام شد که تطابق خوبی را با نتایج حاصل از تحلیل نشان می‌دهد.