چکیده:
امروزه با توجه به تهدیدات تروریستی و خصمانه علیه کشور و نیاز مبرم به در نظر گرفتن اصول پدافند غیرعامل، مطالعه پدیدههایی چون؛ تست مواد منفجره، اثر انفجار بر روی اهداف مختلف، انتشار امواج شاک در اجسام، ارزیابی ایمنی و کیفیت ساخت تجهیزات امن و دیگر موضوعات کاربردی، ضروری میباشد. یکی از این موضوعات، تست انفجار بوده که با داشتن یک اتاقک ایمن میتوان نتایج حاصل از تست مواد منفجره را بهدست آورد. برای داشتن چنین مکانی، طراحی یک اتاقک مقاوم در برابر بارگذاریهای انفجاری، لازم است. برای طراحی اتاقک تست انفجار در برابر انفجار داخلی، بهدست آوردن حداکثر فشار شوک ناشی از انفجار وارد بر وجوه سازه لازم میباشد. در این پژوهش، انفجار داخلی در اتاقک تست انفجار با ابعاد 5 × 3 × 3 متر به کمک نرمافزار AUTODYN شبیهسازی شده است. در شبیهسازی، فشار بهصورت نقطهای بهدست میآید و برای یک وجه مشخص، فشار وارد بر آن به صورت کلی و متوسط بهدست نمیآید. برای حل این مشکل، نمودارهای فشار شوک- زمان گیجهای تعبیهشده در یک وجه مشخص، با کمک تابع شکل موقعیت گیجها به یک نمودار فشار یکنواخت، معادل شده است. سپس این نمودار با روش پیشنهادی ارائهشده، خطی و با نمودار بهدست آمده بر اساس آییننامه UFC 3-340-02 مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که مقادیر حداکثر فشار شوک بهدست آمده بر اساس شبیهسازی، نسبت به نتایج آیین نامه UFC 3-340-02 در انفجار داخلی، بزرگتر میباشد. همچنین نمودار فشار یکنواخت معادل بهدست آمده بر اساس تابع شکل درست میباشد و میتوان از آن برای طراحی اتاقک استفاده نمود.
Nowadays, due to the terrorist and hostile threats against the country and the urgent need to consider the principles of passive defense, it is essential to study some phenomena and subjects such as blast testing, blast effects on various targets, shock wave propagation in objects, evaluation of safety and manufacturing of high quality safe equipment and other applications. One of these issues is the explosion test, the results of which, can be obtained by having a safe chamber. To have such a place, it is necessary to design an explosive loading resistant chamber. For the design of the explosion test chamber, it is necessary to obtain the maximum shock pressure due to the internal blast on faces of the chamber structure. In this research, an internal blast in a chamber without opening with dimensions of 3 × 3 × 5 m is simulated with the help of AUTODYN software. But in that simulation, the obtained pressure is the pressure as exerted on a point, and the average pressure exerted on a given side of the chamber as a whole is not obtained. To solve this problem, the diagrams of pressure - time of gauges on a specified face of the chamber is made equivalent to a uniform pressure graph, with the help of the shape function of the configuration of gauges. Then, this graph is linearized with the proposed method, and is compared with the obtained graphs based on the UFC 3-340-02 regulation. The results of this study show that the maximum shock pressure obtained on the basis of simulation is larger than the results of the UFC 3-340-02 regulation in the internal blast. Also, the obtained equivalent uniform pressure graph based on the shape function is correct and can be used to design the chamber.
خلاصه ماشینی:
برای حل این مشکل، نمودارهای فشار شوک- زمان گیجهای تعبیهشده در یک وجه مشخص، با کمک تابع شکل موقعیت گیجها به یک نمودار فشار یکنواخت، معادل شده است.
همچنین نمودار فشار یکنواخت معادل بهدست آمده بر اساس تابع شکل درست میباشد و میتوان از آن برای طراحی اتاقک استفاده نمود.
در این پژوهش روشی عددی برای بهدست آوردن یک نمودار فشار- زمان وارد بر وجه هدف، جهت طراحی سازه پیشنهاد شده است.
برای حل این مشکل، نمودارهای فشار شوک- زمان گیجهای یک وجه مشخص، با کمک تابع شکل موقعیت گیجها به یک نمودار فشار- زمان یکنواخت، معادل شده است.
در پژوهشهای بررسی شده بین نتایج شبیهسازی عددی انفجار داخلی و آییننامه UFCمقایسهای صورت نگرفته بود و همچنین فشارهای شوک وارد بر وجه هدف بهصورت نقطهای (گیجهای فشار سنج) بود و یک نمودار فشار متوسط و کلی جهت طراحی ارائه نشده بود.
مقایسه نمودارهای فشار- زمان بهدستآمده از تست تجربی و شبیهسازی حاصل از انفجار داخلی در شکل (5) نشان داده شده است.
شکل (6): نمایش سه بعدی اتاقک تست انفجار بدون بازشو در این پژوهش نمودارهای فشار- زمان وارد بر وجه A و E بر اساس شبیهسازی و آییننامه UFC 3-340-02 بهدست میآید.
شکل (19): مقایسه نمودارهای فشار- زمان غیرخطی و خطی یکنواخت معادل وارد بر وجه E به تصویر صفحه مراجعه شود.
با اعمال نمودارهای فشار یکنواخت خطی بر کل سطح وجه E و A نمودار تغییر مکان مرکز هندسی این دو وجه بهدست میآید و با تغییر مکان ناشی از اعمال نمودار فشار- زمان یکنواخت غیرخطی مقایسه میشود که این مقایسه در شکلهای (22-21) نشان داده شده است.