بررسی عددی اثر خواص وابسته به نرخ کرنش مواد در رفتار ضربه سرعت‌بالا و سرعت حد بالستیک در سازه‌های لانه‌زنبوری

Abstract

استفاده گسترده از سازه‌های لانه‌زنبوری به‌عنوان هسته سازه‌های ساندویچی در صنایع هوایی و امکان برخورد اجسام کوچک با سرعت‌های بالا به این سازه‌ها، بیانگر ضرورت مطالعه بر روی رفتار ضربه سرعت‌بالای سازه‌های لانه‌زنبوری است. در این مقاله با در نظر گرفتن وابستگی خواص سازه لانه‌زنبوری به نرخ کرنش بالا، به شبیه‌سازی المان محدود رفتار ضربه سرعت‌بالا و تعیین سرعت حد بالستیک این سازه‌ها در برخورد با پرتابه‌های سرنیمکره و سرتخت پرداخته شده است. نتایج شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی موجود در منابع مقایسه شده است و سرعت حد بالستیک حاصل از مدل‌های عددی، انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. همچنین جهت بررسی اثر خواص وابسته به نرخ کرنش، سرعت حد بالستیک مدل‌های عددی در صورت عدم اعمال خواص وابسته به نرخ کرنش تعیین و با نتایج مدل‌های دارای اثرات وابسته به نرخ کرنش مقایسه شده ‌است. مقایسه نتایج این دو حالت نشان می‌دهد که به‌کارگیری اثرات وابسته به نرخ کرنش موجب افزایش جذب انرژی به‌صورت انرژی اتلافی پلاستیک و انرژی اتلافی اصطکاکی می‌شود که دقت شبیه‌سازی عددی را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. از سوی دیگر در شبیه‌سازی برخورد پرتابه به سازه لانه‌زنبوری، مکانیزم‌های تخریب، و همچنین سطوح آسیب در جلوی لانه‌زنبوری، مشابه با نمونه‌های آزمایشگاهی مشاهده شده است. با این حال نحوه ساخت لانه‌زنبوری و ماهیت اتفاقی برخورد، موجب تفاوت سطوح آسیب در پشت لانه‌زنبوری شده است.