بررسی تاثیر امپدانس و ضخامت لایه های متفاوت بر خیز لایه هدف در سیستم های زرهی لایه بندی شده تحت بارگذاری انفجاری با استفاده از روش تحلیل عددی

چکیده  سازه های چند لایه به طور گسترده با هدف ایجاد ساختاری مقاوم در برابر بارگذاری دینامیک مورد استفاده قرار گرفته اند. رفتار سازه های چند لایه در نرخ کرنش بالا و تاثیر آن ها بر میرایی موج شوک و خیز لایه هدف مواردی هستند که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته اند. اثر ضخامت لایه های سرامیکی، آلومینیومی و فولادی بر خیز لایه هدف، به صورت عددی، مورد تحقیق قرار گرفته و مدل ریاضی برای خیز لایه هدف ارائه شده است. برای شبیه سازی عددی از نرم افزار LS-DYNA بهره گرفته و از مدل های مادی جانسون-هولمکوئیست و جانسون-کوک به ترتیب برای مدلسازی سرامیک و فلز استفاده شده است. سازه های ترکیبی دو لایه و سه لایه با ثابت نگه داشتن ضخامت کل قسمت لایه بندی شده، شبیه سازی گردیده و تاثیر آن ها بر میزان خیز لایه هدف مطالعه شده است. با توجه به مهم بودن فاکتور وزن در ایجاد یک سازه زرهی، برای مقایسه بهتر سازه های چند لایه از نسبت سفتی به وزن استفاده شده و مقایسه بین این موارد صورت پذیرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از دو لایه سرامیک در اطراف لایه فلزی باعث افزایش نسبت سفتی به وزن سازه شده و در نتیجه کارایی سیستم زرهی را افزایش می دهد. در نهایت، با توجه به نتایج مراحل قبل سیستم چهار لایه متشکل از ترکیب سرامیک و فلز پیشنهاد شده است که علاوه بر داشتن کارایی بهتر در کاهش خیز لایه هدف، وزن کمتری را نیز دارد. در این سیستم از الگوی کاهشی امپدانس در لایه ها استفاده شده که تاثیر مثبتی بر کارایی سازه زرهی داشته است.

کلیدواژه ها:

سازه زرهی چندلایه ، بارگذاری دینامیک ، LS-DYNA ، شبیه سازی عددی ، نرخ کرنش بالا