تحلیل و بهینه سازی صفحه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب با روش المان محدود
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینسید علی گله داری 1 , عباس وفایی‌صفت 2 , داوود آرزومندی 3 , حسین خدارحمی 4 , مهدی شهابی 5
1 - مربی، گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، اصفهان، ایران
2 - دانشیار، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار
3 - کارشناس ارشد مکانیک، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار
4 - دانشیار، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار
5 - کارشناس ارشد مکانیک، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار
الکلمات المفتاحية: بهینهسازی, الگوریتم ژنتیک, انفجار زیر آب, روش اجزاء محدود, صفحه کامپوزیتی,
ملخص المقالة :
سازههای دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. میبایست نسبت استحکام به وزن این سازهها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیهسازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرمافزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحتسنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازۀ کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که بهوسیله آن میتوان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان میدهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینهسازی وزن سازۀ کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینهسازی انجام شده، با کاهش %38 وزن، سازه همچنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازههای کامپوزیتی، این سازهها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مسئله میتوان برای بهینهسازی وزن و استحکام سازههای دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب قرار میگیرند استفاده نمود.
