تاثیر کاربرد سازه های بتنی مسلح به الیاف فولادی تحت نفوذ پرتابه های سرعت بالا

در این مقاله به مدلسازی فرآیند نفوذ پرتابههای، سرعت بالا با سر نفوذگر نیم کروی، تخت و اجایو در بتن مسلح به الیاف فولادی پرداخته شده است. در شبیه سازی عددی از کد صریح و غیر خطیls-dyna با روش حل لاگرانژی و بهصورت تقارن محوری استفاده شده است. پرتابه ها با جرم تقریبی 45 گرم با سرعت بالای در حدود 2500 متر بر ثانیه به اهداف بتنی که با الیاف فولادی با درصدهای حجمی 1، 1/5 و 2 درصد مسلح شدهاند نفوذ میکنند. در این مقاله برای پیشگویی دقیق رفتار پرتابه فلزی و بتن الیافی در سرعتهای بارگذاری خیلی بالا، از مدل مادهelastic–plastic hydrodynamic و برای ارتباط بین کرنش حجمی، تنش هیدرواستاتیکی و مدول بالک در سرعت های بالا از معادله حالت مای گرونایزن استفاده شده است. پس از صحت فرآیند شبیه سازی با کار آزمایشگاهی، نتایج نشان میدهد که پرتابههای با سر نفوذگر اجایو که فاکتور تیزی سر پرتابه پایینی دارد با سرعت باقیمانده بیشتری از اهداف خارج میشود و کارآیی آنها در نفوذ بهتر میباشد. به عبارت دیگر با افزایش نسبت طول به قطر پرتابه از 0/5 به 0/9، برای پرتابههایی به ترتیب به شکل تخت، نیم کروی و اجایو، سرعت باقیمانده افزایش مییابد. همچنین با افزایش درصد حجمی الیاف فولادی در ماتریس بتن میزان تخریب سطح ناحیه رویی و زیرین بتن الیافی کاهش مییابد. اثر تیزی سر پرتابه و نسبت طول به قطر پرتابه بر روی راندمان بالستیکی پرتابه و همچنین تاثیر استفاده از الیاف فولادی در بالا بردن راندمان پانل بتنی که یکی از اهداف پدافند غیرعامل است، از نوآوری های مهم تحقیق حاضر می باشد.