مطالعه عددی و تجربی آسیب در زره چندمحفظه ای ناشی از بارگذاری انفجاری زیرآب تماسی

سازه­ های چندمحفظه ­ای، دسته ­ای از زره­ های چندلایه هستند که به­ دلیل بازدهی مقاومتی بالا در برابر انفجارهای زیرآب، فناوری ساده و هزینه پایین ساخت و قابلیت تعمیرپذیری، به ­طور گسترده برای محافظت از تجهیزات دریایی استفاده می­ شوند. مقاله حاضر به مطالعه عددی آسیب ناشی از اتفجار تماسی زیرآب در سازه­ هایی با ساختار مفهومی متشکل از سه لایه فلزی و دو محفظه مابین می­ پردازد و بهترین مولفه­ های ساختاری مادی را پیشنهاد می ­دهد. برای این منظور مجموعه آزمایش­ هایی طراحی و به­ کمک نرم ­افزار اتوداین شبیه­ سازی شدند. فرآیند مدل­سازی عددی و خروجی­ های آن با نتایج یک آزمون تجربی اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که تمام ساختارهای با محیط ­های واسط مشابه هوا-هوا و آب-آب در محفظه ­ها دچار پارگی در لایه آخر شدند. ساختارهای با محیط­ واسط هوا-آب در صورت بهره گیری از لایه میانی از جنس St۳۷، پارگی در لایه آخر را تجربه نمی ­کنند و یک افزایش جذب انرژی قابل ­توجه ۶۲ درصدی را مشروط به­ داشتن لایه جلو St۳۷ نشان می ­دهند. همچنین ساختارهای با محیط­ های واسط آب-هوا بدون هرنوع پارگی در لایه آخر، همگی موفق عمل کرده و استفاده از لایه میانی St۳۷ در آن­ ها منجر به کاهش ۴۹ درصدی خیز لایه آخر می­ شود. همچنین مقایسه عملکرد سازه ­ها نشان داد که سازه­ای متشکل از لایه ­های به ­ترتیب Al۲۰۲۴-T۳، St۳۷ و St۳۷ و محیط ­های واسط آب-هوا، هم­زمان بهترین مقادیر را برای خیز حداقلی ۶/۱۱ میلی ­متری در لایه آخر و جذب انرژی ویژه سطحی حداکثری معادل با ۶/۸۴ ژول مترمربع بر کیلوگرم نتیجه می­ دهد.

کلیدواژه ها:

Multi-compartment structure ، Contact UNDEX ، Damage characteristics ، Numerical parametric study ، Energy absorption ، زره چندمحفظه ای ، انفجار زیرآب تماسی ، آسیب ، مطالعه پارامتریک عددی ، جذب انرژی