English
Język Polski
Numeryczna prognoza dynamicznej reakcji stalowej płyty prostokątnej obciążonej wybuchowo
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.154132Abstrakt
W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania numerycznej prognozy reakcji dynamicznej prostokątnej płyty stalowej poddanej obciążeniu wybuchem, mającą na celu dokładne przygotowanie badań eksperymentalnych. W prezentowanej pracy zastosowano odpowiednią kombinację wzorów znanych z literatury, aby w pełni opisać parametry oddziaływania fali uderzeniowej na płytę stalową. W celu opisania zachowania dynamicznego prostokątnej płyty stalowej wykorzystano zasoby programu obliczeniowego ABAQUS. Do opisu dynamicznego zachowania się materiału konstrukcyjnego zastosowano model konstytutywny Johnsona-Cooka. Zastosowano jawną procedurę rozwiązania równania ruchu płyty. Wyznaczono parametry fali uderzeniowej od wybuchu ładunku trotylu o założonej masie oraz odległości jego położenia od płyty. W wyniku analizy numerycznej przedstawiono wyniki zmian przemieszczeń i przyspieszeń w czasie, wskazując na charakter bardzo intensywnego i szybkozmiennego zachowania dynamicznego płyty. Sformułowano również wnioski dotyczące wymagań dotyczących doboru parametrów czujników rejestrujących zarówno funkcję rzeczywistego ciśnienia wybuchu w czasie, jak i funkcję przyspieszenia w czasie modelu płyty podczas badań eksperymentalnych.Bibliografia
[1] Joint Research Centre, Institute for the Protection and Security of the Citizen, V. Karlos, B. Viaccoz, and G. Solomos, Calculation of Blast Loads for Application to Structural Components. Publications Office of the EU, 2013, doi: 10.2788/61866.
[2] W.A. Trzciński, “A Review of Methods for Calculation of Blast Wave Parameters”, Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering, vol. 7, no. 1, pp. 61-78, 2016, doi: 10.5604/20815891.1195201 (in Polish).
[3] I. Sochet, D. Gardebas, S. Calderara, Y. Marchal, and B. Longuet, “Blast Wave Parameters for Spherical Explosives Detonation in Free Air”, Open Journal of Safety Science and Technology, vol. 1, no. 2, pp. 31-42, 2011, doi: 10.4236/ojsst.2011.12004.
[4] J. Siwiński and A. Stolarski, “Analysis of the external explosion action on the building barriers”, Bulletin of Military University of Technology, vol. 64, no. 2, pp. 173-196, 2015, doi: 10.5604/12345865.1157340 (in Polish).
[5] T. Niezgoda, G. Sławiński, R. Gieleta, and M. Świerczewski, “Protection of military vehicles against mine threats and improvised explosive devices”, Journal of KONBiN, no. 1, pp. 123-134, 2015.
[6] J. Trajkovski, J. Perenda, and R. Kunc, “Blast response of Light Armoured Vehicles (LAVs) with flat and V-hull floor”, Thin-Walled Structures, vol. 131, pp. 238-244, 2018, doi: 10.1016/j.tws.2018.06.040.
[7] B.-W. Park and S.-R. Cho, “Simple design formulae for predicting the residual damage of unstiffened and stiffened plates under explosion loadings”, International Journal of Impact Engineering, vol. 32, no. 10, pp. 1721-1736, 2006, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2005.01.005.
[8] C. Zheng, X. Kong, W. Wu, and F. Liu, “The elastic-plastic dynamic response of stiffened plates under confined blast load”, International Journal of Impact Engineering, vol. 95, pp. 141-153, 2016, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2016.05.008.
[9] R. Krzewiński, Dynamics of explosion. Part I: Method of load determining, Part II: Action of explosion in inertial media. Warsaw, Poland: Military University of Technology Publishing, 1982, 1983 (in Polish).
[10] J.H.S. Lee, Physics of explosion. Montreal: McGill University, 1984.
[11] S. Cudziło, A. Maranda, J. Nowaczewski, R. Trębiński, and W.A. Trzciński, Military explosives. Publishing House of the Faculty of Metallurgy and Materials Engineering of the Czestochowa University of Technology, 2000 (in Polish).
[12] ABAQUS Analysis User’s Manual, Version 6.5. Providence, RI, USA: Abaqus Inc., 2004.
[13] G.R. Johnson and W.H. Cook, “A constitutive model and data for metals subjected to large strain, high strain rates and high temperature”, in Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, 19-21 April 1983. Hague, Netherlands, 1983, pp. 541-547.
[14] G.R. Johnson and W.H. Cook, “Fracture Characteristics of Three Metals Subjected to Various Strains, Strain rates, Temperatures and Pressures”, Engineering Fracture Mechanics, vol. 21, no. 1, pp. 31-48, 1985, doi: 10.1016/0013-7944(85)90052-9.
[15] P. Wriggers, Nonlinear Finite Element Methods. Berlin/Heidelberg, Germany: Springer, 2008.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
