بررسی تجربی و مدل‌سازی ریاضی پاسخ ورق‌های فلزی مدور تحت بارگذاری دینامیکی شدید پی در پی

Abstract

در پژوهش حاضر، رفتار پلاستیک ورق‌های مدور تحت بارگذاری دفعی دینامیکی شدید پی در پی بررسی‌شده است. در بخش تجربی از سامانه پاندول بالستیک جهت اعمال بار دینامیکی و ورق‌های آلیاژ آلومینیوم با ترکیب‌بندی‌های تک و چندلایه استفاده شد. جهت بررسی همزمان پروفیل تغییر شکل و الگوی شکست نمونه‌ها، بار دینامیکی در محدوده وسیعی از ایمپالس از 49/6 تا 69/24 نیوتن در ثانیه اعمال شد. همچنین، جهت بررسی رفتار تحت بارگذاری پی در پی، هر آزمایش تا 5 دفعه بارگذاری ادامه پیدا کرد. مشاهدات تجربی بیانگر تغییر شکل پلاستیک بزرگ سازه همراه با نازک شدگی نمونه‌های آزمایشی در مرزهای کاملا گیردار و همچنین پارگی برخی در همین ناحیه است. علاوه بر آن، نتایج مشخص کرد که با افزایش تعداد دفعات انفجار و جرم خرج، خیز دائمی افزایش می‌یابد ولی در عوض خیز پیش‌رونده ورق به‌صورت نمایی کاهش می‌یابد. در بخش مدل‌سازی، با بهره‌گیری از روش تحلیل ابعادی، روابطی با فرم بسته بر مبنای اعداد بدون بعد جدید به منظور پیش‌بینی بیشترین خیز دائمی ورق‌های مدور استخراج شد که بر اساس مراجع موجود، تاکنون در ادبیات موضوع ارائه نشده است. در این روابط، تأثیر پارامترهای مختلف مانند هندسه ورق، اینرسی بار اعمال‌شده و حساسیت ماده به نرخ کرنش در نظر گرفته شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج تجربی نشان داد که توافق بسیار خوبی بین نتایج تجربی و پیش‌بینی‌های مدل حاصل‌شده است.