ارزیابی رفتار انبساط شعاعی استوانه جدار ضخیم تحت بارگذاری انفجاری داخلی به همراه تحلیل عددی

نظر به کاربردهای فراوان استوانه‌های جدار ضخیم، اطلاع از رفتار اینگونه سازه‌ها از اهمیت فراوانی برخوردار است. روابط بسیاری درخصوص رفتار استوانه‌ها و کره‌های حاوی ماده منفجره بدست آمده است که عمدتاً متکی بر مدل‌های تجربی است. از این‌رو استخراج مدل تحلیلی در سازه‌های تحت بارگذاری داخلی و با نرخ بالا مانند فرآیندهای انفجاری در استوانه‌ها، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف اصلی این مقاله، استخراج مدل ریاضی انبساط استوانه جدار ضخیم ایزوتروپیک آلومینیومی حاوی ماده منفجره تی.اِن‌.تی می‌باشد که در آن، رفتار ماده منفجره بصورت معادله حالت jwl درنظر گرفته شده است. مدل استحکامی در تحلیل حاضر بر پایه معادله کوپر-سایموند می‌باشد که نرخ کرنش لحظه‌ای در آن وارد و درنتیجه استحکام دینامیکی بر پایه آن، مورد محاسبه و بکارگیری قرار می‌گیرد. از این رو، درنظرگرفتن فشار آنی محصولات انفجاری بعنوان شرایط مرزی و همچنین وجود نرخ کرنش لحظه‌ای و تاثیر آن بر استحکام دینامیکی ماده، از نکات حایز اهمیت و منحصر بفرد در این مقاله محسوب می‌شود. با ارایه معادلات تعادل در استوانه‌های جدار ضخیم، معادله تنش‌های شعاعی و محیطی و سرعت شعاعی استوانه استخراج می‌گردد و با درنظرگرفتن شرایط مرزی و هندسی لحظه‌ای و اصلاح تنش دینامیکی ماده باتوجه به نرخ کرنش، سرعت شعاعی آن با حل معادله دیفرانسیل مربوطه، محاسبه می‌گردد. پس از استخراج سرعت شعاعی، سایر معادلات تنش مورد بررسی و ارزیابی قرار خواهد گرفت. در ادامه، شبیه‌سازی نرم‌افزاری باتوجه به مفروضات، به منظور بررسی روند کلی نتایج حاصل از مدل‌سازی، با نرم‌افزار اُتوداین انجام شد که تطابق خوبی را با نتایج حاصل از تحلیل نشان می‌دهد.