مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر زمان کاویتاسیون بر رفتار الاستوپلاستیک ورق دایروی مستقر زیرآب تحت بار انفجاری

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا
2 هیات علمی
3 استاد دانشگاه آزاد اسلامی بندرانزلی
4 دانشیار دانشگاه گیلان
چکیده
در این مقاله رفتار الاستوپلاستیک یک ورق دایروی ایزوتروپیک از جنس مس، فولاد و آلومینیم مستقر در زیرآب با شرط مرزی گیردار تحت بار انفجاری مورد مطالعه قرارگرفته است.کاویتاسیون از پدیده‌های است که ممکن است در فرایند شکل‌دهی انفجاری ورق‌ها در زیرآب رخ دهد. با صفر شدن فشار کل ناشی از انفجار در زمان کاویتاسیون بر روی ورق، معادلات حاکم بر حرکت ورق در زمان قبل و بعد از زمان کاویتاسیون متفاوت خواهند بود. به‌این‌علت در بررسی رفتار یک جسم تحت بارگذاری انفجاری زیرآب زمان کاویتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از روش انرژی و اصل هامیلتون معادلات حاکم بر حرکت ورق دایروی استخراج‌شده و سپس با حل دقیق ارتعاشات آزاد ورق شکل مدهای ورق محاسبه شده است. از این شکل مدها برای حل تحلیلی پاسخ اجباری ورق استفاده‌شده است. در ادامه با به‌دست‌آوردن سرعت ورق در زمان کاویتاسیون و محاسبه‌ی تنش ایجادشده و مقایسه آن با تنش تسلیم، امکان تشخیص زمان بروز کاویتاسیون در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک فراهم می-شود. با مشخص شدن زمان کاویتاسیون در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک روابط میدان جابجایی و سرعت تعیین و مقادیر آن‌ها در کل دوره بارگذاری محاسبه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که زمان کاویتاسیون از مرتبه میکروثانیه بوده و باتوجه به مقادیر خرج انفجاری و محل استقرار این زمان در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک رخ می-دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of cavitation time on elstoplastic response of circular underwater plate subjected to explosive loading

نویسندگان English

Habib Ramezannezhad Azarboni 1
Mansour Darvizeh 2
Aboalfazl Darvizeh 3
Reza Ansari 4
1 PHD student
2 Professor
3 Professor of Islamic Azad University, Bandar Anzali
4 Associate professor of guilan university
چکیده English

In this paper, the elastoplastic response of copper, steel and aluminum circular plates with clamped boundary conditions subjected to underwater explosion loading is investigated. Cavitation is a phenomenon that can be occurred for plates in the process of underwater explosion forming. The total pressure of the explosion becomes zero at the cavitation time, so that the governing equations of motion time will be different before and fter the cavitation. As a result, in terms of analysis and design, the cavitation time is significant in studying the behavior of a circular plate at underwater explosive loading. By appling the energy method and based on Hamilton principle and variation method the equations of motion of an underwater circular plate subjected to explosive loading are derived. Then, in order to obtain the forced response of the circular plate, the exact free vibration solution is derived to calculate the mode shapes. Then, the velocity and generated stress of plate during cavitation time are calculated and compared with the yield stress plates. Using this method, one can distinguish the cavitation with in the elastic or plastic regimes. By recognizing the time of cavitation in the range of elastic or plastic, the displacement and velocity field of plate are determined in duration of explosive loading. Results show that the cavitation time is on the order of microsecond. Depending on amount of charge mass and stand-off, the cavitation time may be occurred in elastic or plastic regime.

کلیدواژه‌ها English

explosive loading
Circular plate
Cavitation time
Yield time
Elastoplatic response