به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

حسین خدارحمی

  • بهروز خدائی پور، حسین خدارحمی، میلاد صادق یزدی*، مجتبی ضیا شمامی

    سازه های چندمحفظه ای، دسته ای از زره های چندلایه هستند که به دلیل بازدهی مقاومتی بالا در برابر انفجارهای زیرآب، فناوری ساده و هزینه پایین ساخت و قابلیت تعمیرپذیری، به طور گسترده برای محافظت از تجهیزات دریایی استفاده می شوند. مقاله حاضر به مطالعه عددی آسیب ناشی از اتفجار تماسی زیرآب در سازه هایی با ساختار مفهومی متشکل از سه لایه فلزی و دو محفظه مابین می پردازد و بهترین مولفه های ساختاری مادی را پیشنهاد می دهد. برای این منظور مجموعه آزمایش هایی طراحی و به کمک نرم افزار اتوداین شبیه سازی شدند. فرآیند مدل سازی عددی و خروجی های آن با نتایج یک آزمون تجربی اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که تمام ساختارهای با محیط های واسط مشابه هوا-هوا و آب-آب در محفظه ها دچار پارگی در لایه آخر شدند. ساختارهای با محیط واسط هوا-آب در صورت بهره گیری از لایه میانی از جنس St37، پارگی در لایه آخر را تجربه نمی کنند و یک افزایش جذب انرژی قابل توجه 62 درصدی را مشروط به داشتن لایه جلو St37 نشان می دهند. همچنین ساختارهای با محیط های واسط آب-هوا بدون هرنوع پارگی در لایه آخر، همگی موفق عمل کرده و استفاده از لایه میانی St37 در آن ها منجر به کاهش 49 درصدی خیز لایه آخر می شود. همچنین مقایسه عملکرد سازه ها نشان داد که سازه ای متشکل از لایه های به ترتیب Al2024-T3، St37 و St37 و محیط های واسط آب-هوا، هم زمان بهترین مقادیر را برای خیز حداقلی 6/11 میلی متری در لایه آخر و جذب انرژی ویژه سطحی حداکثری معادل با 6/84 ژول مترمربع بر کیلوگرم نتیجه می دهد.

    کلید واژگان: زره چندمحفظه ای, انفجار زیرآب تماسی, آسیب, مطالعه پارامتریک عددی, جذب انرژی
    Behrooz Khodaeipour, Hossein Khodarahmi, Milad Sadeghyazdi*, Mojtaba Zia Shamami

    Multi-compartment structures are a sort of multi-layer armor widely used to protect naval equipment, due to their high resistance to underwater blasts, simple-tech/low-cost production, and repairability. The present article numerically investigates the contact UNDEX damages of conceptual-construction structures consisting of three metal layers and two mid-compartments. For this purpose, a set of experiments was designed and executed using AUTODYN. The numerical modeling process and outputs were validated with the results of an experimental test. The results showed that all the structures with the same mediums in compartments suffered rupture in their last layer. Structures with air-water mediums did not experience tearing in their last layer if had a St37 midplate. Benefiting from a St37 front plate led to a significant energy absorption increase of 62%. Also, all structures with water-air mediums had excellent resistance performances and presented a meaningful reduction of 49% in the last layer deflection providing a St37 midplate. Furthermore, the comparison of structural performances showed that the structure consisting of Al2024-T3, St37, and St37 layers respectively, and water-air mediums brings forward the most competitive altogether values for the minimum last layer's central deflection of 11.6 mm and maximum energy absorption per areal mass equal to 84.6 J.m2/kg.

    Keywords: Multi-Compartment Structure, Contact UNDEX, Damage Characteristics, Numerical Parametric Study, Energy Absorption
  • محمد کوزه گران، حسین خدارحمی، میلاد صادق یزدی*، مجتبی ضیاءشمامی، توحید میرزابابای مستوفی
    در تحقیق حاضر به بررسی تجربی شکل دهی با قالب مادگی نمونه ورق های فلزی با و بدون استفاده از راهگاه در بخش مرکزی ورق پرداخته شده است. جهت اعمال بار به نمونه، از بارگذاری انفجاری مکرر زیرآب بهره گرفته شده است به طوری که در بارگذاری اول میزان جرم ماده منفجره 4 گرم و در بارگذاری های بعدی 8 گرم استفاده شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان دادند که در فرآیند شکل دهی با قالب مادگی با راهگاه، یک برآمدگی یا ناپیوستگی در بخش مرکزی ایجاد می گردد که منجر به افزایش 28، 73 و 90 درصدی بیشینه نازک شدگی در امتداد شعاعی ورق در بارگذاری های دوم، سوم و چهارم در مقایسه با بارگذاری اول شده است. همچنین برای نازک شدگی در مرکز در همان وضعیت، افزایش 27 و کاهش 8 و 6 درصدی مشاهده شد که این رفتار غیرمتعارف ناشی از وجود راهگاه بود. در این حالت میزان پرشدگی نمونه 24% حاصل شد. این در حالی است که در فرآیند شکل دهی با قالب مادگی بدون راهگاه، میزان پرشدگی، بیشینه نازک شدگی و نازک شدگی در مرکز به ترتیب به میزان 30% افزایش، 6% افزایش و 10% کاهش یافته است. یکی از نکات حائز اهمیت پایین تر بودن مقدار بیشینه نازک شدگی در ناحیه خم اولیه در مقایسه با مرکز ورق هنگام استفاده از قالب مادگی بدون راهگاه است که خلاف این نتیجه در قالب مادگی با راهگاه به دست آمد به طوری که در آن حالت بیشینه نازک شدگی در مرکز از ناحیه خم شدگی اولیه بالاتر بود. لذا استفاده از ایده قالب مادگی بدون راهگاه برای شکل دهی فلزات تحت بارگذاری انفجاری مکرر زیرآب بسیار کارآمد است.
    کلید واژگان: شکل دهی با قالب, قالب مادگی, راهگاه, انفجار مکرر, انفجار زیرآب
    Mohammad Kouzehgaran, Hossein Khodarahmi, Milad Sadegh Yazdi *, Mojtaba Ziya-Shamami, Tohid Mirzababaie Mostofi
    In the present research, the experimental investigation of the female die forming of metallic plates with and without the use of venting hole in the central part of the plate has been performed. In order to apply the load to the specimen, repeated underwater explosive loading was used, so that in the 1st loading, the mass of the explosive charge was 4 gr and in the subsequent loadings, 8 grs were used. The results of the research showed that in the process of female die forming with venting hole, a protrusion or discontinuity is created in the central part, which leads to an increase of 28, 73 and 90% of the maximum thinning along the radial length of the plate in the 2nd, 3rd and 4th loadings in comparison to the 1st loading. Also, for the thinning in the center in the same situation, an increase of 27% and a decrease of 8% and 6% were observed, which was an unusual behavior caused by the presence of the venting hole. In this case, the filling rate of the specimen was 24%. This is despite the fact that in the process of female die forming without venting hole, the filling rate, maximum thinning and thinning in the center increased by 30%, increased by 6% and decreased by 10%, respectively. One of the important points is that the maximum amount of thinning in the primary bending region is lower compared to the center of the plate when using female die forming without venting hole, which is the opposite result obtained in the die forming with venting hole, so that in that case, the maximum thinning in the center of the area was higher than the region with initial bending. Therefore, it is very efficient to use the idea of female die forming without venting hole for sheet metal forming under repeated underwater explosive loading.
    Keywords: Die Forming, Female Die, Venting Hole, Repeated Explosion, Underwater Explosion
  • محمود کفاش میرزارحیمی*، حسین خدارحمی، مجتبی قمری زاده، مجتبی ضیاء شمامی، روح الله حسینی

    در این مقاله برای نوع جدیدی از ورق ساندویچی جاذب انرژی انفجار معرفی و به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. هسته آن ترکیبی از فوم پلی یورتان و پوکه معدنی اسکوریا با دو نوع دانه بندی متفاوت می باشد. برای مطالعه رفتار این ورق 3 نوع آزمایش متفاوت انجام شده است. در اولین سری از مجموعه آزمایشات ماتریس مورد استفاده در ترکیب هسته انتخاب شده است. معیار انتخاب عملکرد استحکامی و جذب انرژی توسط هسته ورق ساندویچی است. در آزمایش انتخاب ماتریس هسته، عملکرد هسته مرکب از فوم پلی یورتان و پوکه معدنی تحت بار ناشی از انفجار آزاد بررسی می شود. در دومین سری از آزمایشات تجربی، خواص مواد شامل نمودار تنش-کرنش و بازده جذب انرژی هسته، توسط آزمایش فشار و نتایج آن، ارائه شده است. در سومین سری از آزمایشات رفتار مکانیکی ورق و خیز بیشینه صفحه پشتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. ترکیب هسته جدید، مطالعه، بررسی و معرفی شده است و با توجه به کیفیت جذب انرژی، سبکی، استحکام، هزینه تهیه و تولید آسان هسته با کارایی مطلوب جذب انرژی مورد تایید قرار گرفت.

    کلید واژگان: تست تجربی, جذب انرژی, ورق ساندویچی, فوم پلی یورتان, پوکه معدنی اسکوریا
    Mahmoud Kaffash Mirzarahimi *, Hossein Khodarahmi, Mojtaba Ghamarizadeh, Mojtaba Zia Shamami, Rouhollah Hosseini

    In this article, a new type of explosion energy absorbing sandwich panel has been introduced and studied experimentally. Its core is a combination of polyurethane foam and scoria mineral pumice with two different types of granulation. To study the behavior of this panels, 3 different types of tests have been performed. In the first series of tests, the matrix used in the core composition is selected. The selection criterion is the strength performance and energy absorption by the core of the sandwich panel. In the core matrix selection test, the performance of the core composed of polyurethane foam and mineral pumice is investigated under the load caused by free explosion. In the second series of experimental tests, material properties including stress-strain diagram and energy absorption efficiency of core, by pressure test and its results are presented. In the third series of tests, the mechanical behavior of the sheet and the maximum deflection of the back face have been evaluated. The composition of the new core has been studied, investigated and introduced, and it was approved according to the quality of energy absorption, lightness, strength, cost of preparation and easy production of the core with optimal energy absorption efficiency.

    Keywords: Experimental Test, Absorbing Energy, Sandwich Sheet, Polyurethane Foam, Scoria Mineral Pumice
  • امیر بختیاری، محمدمراد شیخی*، نصرالله بنی مصطفی عرب، حسین خدارحمی
    در این مقاله، با استفاده از روش های تحلیلی، عددی و تجربی محدوده ضخامت حد بالستیک و ترکش زایی در پشت هدف فلزی برای پرتابه پله (نفوذ ارتقاءیافته با اثر جانبی) موردبررسی قرارگرفته است. پرتابه پله متشکل از دو قسمت پوسته سخت با چگالی بالا و مغزه نرم با چگالی کم می باشد. مغزه نرم داخل پوسته سخت فشرده شده و هنگام برخورد، پوسته سخت در هدف نفوذ می کند. برای تحلیل نفوذ و ترکش زایی این پرتابه مدل های محدودی وجود دارد و محققین کمی به این موضوع پرداخته اند. با توجه به تاثیر مشخصات هدف (ضخامت و جنس) در میزان ترکش زایی و عدم در نظر گرفتن این پارامترها در مدل های ارائه شده تاکنون، ایجاد ارتباط مابین پارامترهای اصلی (هدف، سرعت برخورد و پرتابه)، با استفاده از دو نظریه شوک و انبساط دینامیکی حفره کروی و ترکیب آن ها با مدل ترکش زایی در این مقاله بررسی شده است. به طور موازی آزمایش های تجربی برخورد پرتابه پله به هدف فلزی (تفنگ گازی- استخراج ضخامت حد بالستیک) و همچنین شبیه سازی سه بعدی اجزاء محدود (نرم افزار اتو داین-استخراج تعداد ترکش) در محدوده سرعت برخورد 312-780 متر بر ثانیه انجام شده است. با توجه به نتایج مناسب روش موج شوک در مقایسه با نتایج انبساط دینامیکی حفره کروی (اختلاف کمتر در مقایسه با نتایج تجربی و شبیه سازی) محدوده عملکرد بالستیک نهایی (تعداد ترکش برحسب ضخامت هدف و سرعت برخورد) از این روش برای دامنه سرعت های برخورد 100 تا 1000 متر بر ثانیه استخراج گردید.
    کلید واژگان: ضخامت حد بالستیک, پرتابه پله, موج شوک, انبساط دینامیکی حفره کروی
    Amir Bakhtiari, Mohammad Morad Sheikhi *, Nasrollah Bani Mostafa Arab, Hossein Khodarahmi
    In this paper, using analytical, numerical and experimental methods, the range of ballistic limit thickness and fragmentation behind the metal target for the PELE projectile has been investigated. PELE projectile consists of two parts: hard shell with high density and soft core with low density. The soft core is compressed inside the hard shell and upon impact, the hard shell penetrates the target. There are limited models to analyze the penetration and fragmentation of this projectile, and few researchers have addressed this issue. Considering the effect of target characteristics (thickness and material) on the rate of fragmentation and the failure to consider these parameters in the models presented so far, establishing a relationship between the main parameters (target, impact velocity and projectile), using two shock theories and the dynamic expansion of the spherical cavity and their combination with the cracking model have been investigated in this article. In parallel, the experimental tests of the impact of the PELE projectile on the metal target (gas gun - extraction of ballistic limit thickness) and also 3D simulation of finite elements (Auto Dyna software - extraction of shrapnel number) have been carried out in the impact velocity range of 312-780 m/s. According to the appropriate results of the shock wave method compared to the results of the dynamic expansion of the spherical cavity (smaller difference compared to the experimental and simulation results), the final ballistic performance range (the number of shrapnel according to the target thickness and impact velocity) of this method for the velocity range impact rates of 100 to 1000 meters per second were extracted.
    Keywords: Ballistic Limit Thickness, PELE, Shock Model, Dynamic Spherical Cavity Expansion
  • حسین خدارحمی*، محمود کفاش میرزارحیمی، مجتبی ضیاء شمامی، روح الله حسینی

    سازه های ساندویچی با هسته ساخته شده از مواد متخلخل ازجمله انواع فوم های فلزی و پلیمری در جذب انرژی بارهای انفجاری موثر بوده و به دلیل سبکی می تواند کاربرد خوبی در صنایع مختلف داشته باشد. در این مقاله تغییر فرم و جذب انرژی سازه های ساندویچی با رویه آلومینیمی و فولادی و هسته ساخته شده از فوم پلی اورتان که از دو نوع پوکه معدنی با سایز مختلف (اصطلاحا نخودی و بادامی) پرشده است، تحت بارگذاری انفجار آزاد بروش تجربی و شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار اجزاء محدود Abaqus موردمطالعه قرارگرفته است. در این بررسی ابتدا رفتار مکانیکی هسته با ساخت نمونه های ترکیبی از فوم پلی اورتان و پوکه های معدنی، تحت آزمایش فشار مطالعه شده و نتایج آن در مدل های رفتاری نرم افزار مورداستفاده قرارگرفته است. پس از مقایسه نتایج عددی به دست آمده از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایش های تجربی و صحت سنجی نتایج روش عددی، مطالعات پارامتریک عددی انجام گرفته و اثر نوع پوکه، ضخامت هسته، جنس رویه ها و ضخامت رویه ها در میزان تغییر فرم یا خیز رویه ها و همچنین میزان جذب انرژی اجزاء سازه موردمطالعه قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد پانل با رویه ی پشتی ضخیم تر عملکرد بهتری در جذب انرژی انفجار دارد. همچنین با افزایش استحکام یا ضخامت رویه ها نقش هسته در جذب انرژی کمتر می شود.

    کلید واژگان: جذب انرژی, فوم پلی یورتان, پوکه ی معدنی, انفجار
    H. Khodarahmi *, M. Kaffash Mirzarahimi, M. Zia Shamami, R. Hosseini

    Sandwich structures with cores made of porous materials such as various types of metal and polymer foams are effective in absorbing the energy of explosive loads and due to their lightness can be used well in various industries. In this paper, deformation and energy absorption of sandwich panels with aluminum and steel face sheet and cores made of polyurethane foam, which is filled with two types of mineral pumice of different sizes (so-called chickpea size and almond size), under experimental free explosion loading. And numerical simulation has been studied with the help of Abaqus finite element software. In this study, the mechanical behavior of the core was first studied by making samples of polyurethane foam and mineral pumice under compression testing and the results were used in software behavioral models. After comparing the numerical results with the results of experimental test, and validating the results of numerical methods, numerical parametric studies were performed and the effect of pumice type, core thickness, face sheet material and thickness on the rate of deformation and energy absorption of sandwich panel components have been studied. The results show that the panel with a thicker back face sheet has a better performance in absorbing explosion energy. Also, as the strength or thickness of the face sheets increases, the role of the core in energy absorption decreases.

    Keywords: Energy absorption, Polyurethane foam, pumice, Explosion
  • مجتبی قمری زاده*، حسین خدارحمی، توحید میرزابابای مستوفی

    ورق های مدور سازه های ساده ای هستند که تحت اثر انرژی انفجار دچار تغییرشکل می شوند. تغییرشکل پلاستیک ورق مهم ترین عامل جذب انرژی در ورق های مدور می باشد. در این سازه ها که دارای هندسه و بارگذاری متقارن هستند، بیشترین مقدار تغییر شکل در مرکز ورق اتفاق می افتد. سازه هایی مانند ورق ها در کاربردهای نظامی و حتی در کاربردهای غیرنظامی ممکن است به طور مکرر در معرض بارگذاری انفجار قرار بگیرند. در این مقاله به یک روش تحلیلی نوین و مبتنی بر تعادل کار پلاستیک جذب شده و انرژی جنبشی اولیه، رفتار ورق تحت بارهای انفجار آزاد و متوالی مورد بررسی قرار گرفته است و با روش تجربی مقایسه می شود. در این روش به طور نظری امکان بررسی پاسخ سازه تحت هر تعداد بارگذاری انفجار آزاد وجود دارد. در این مقاله هر ورق طی دو مرحله متوالی تحت بارگذاری انفجار آزاد قرار گرفته است و پاسخ سازه به دست آمده است. بارگذاری ها در هر مرحله از انفجار، مشابه هم و با جرم خرج و فاصله انفجار مشابه انجام شده است. نتایج حاصل از حل تحلیلی با نتایج تجربی مقایسه شده است که انطباق خوبی بین نتایج مشاهده می شود.

    کلید واژگان: پاسخ دینامیکی, ورق دایره ای, بار انفجار متوالی, روش انرژی, مدل سازی تحلیلی
    Mojtaba Ghamarizadeh *, Hossein Khodarahmi, Tohid Mirzababaie Mostofi

    Circular plates are simple structures that deform under the action of blast energy. The plastic deformation of the plates is the most important factor of energy absorption in circular sheets. In these structures, which have symmetrical geometry and loading, the greatest amount of deformation occurs in the center of the sheet. Structures such as plates in military applications and even in civilian applications may be repeatedly exposed to explosive loads. In this paper, a new analytical method based on the balance of absorbed plastic work and initial kinetic energy, the behavior of the plate under free and uniformly repeated blast loading is investigated and compared with the experimental method. In this method, it is theoretically possible to investigate the response of the structure under any number of free explosion loads. Each plate is subjected to free blast loading in two consecutive stages. Loading at each stage of the explosion is the same and with the same charge mass and explosion distance. The results of the analytical solution are compared with the experimental results and there is a good agreement between the results.

    Keywords: Dynamic Response, circular plate, Repeated blast load, Energy Method, Analytical modeling
  • علی کیانی، روح الله حسینی*، حسین خدارحمی

    چندلایه های فلز کامپوزیتی در بسیاری از کاربردها از هواپیماها، زیردریایی ها و کشتی ها گرفته تا مخازن تحت فشار و قطعات خودرو مورداستفاده قرار می گیرند. در این مطالعه به بررسی تحلیل تیوری و عددی چندلایه های فلز-کامپوزیت تحت بارگذاری فشار یکنواخت وابسته به زمان پرداخته شده است. بدین منظور، چندلایه فلز کامپوزیت بر اساس نظریه تغییر شکل برشی مرتبه بالای ردی مدل شده و اثرات غیرخطی هندسی وون کارمن در استخراج معادلات حرکت گنجانده شده است. فرض شده است که چندلایه فلز کامپوزیتی بر بستر پاسترناک قرار دارد و شرایط مرزی در تمامی لبه های ورق به صورت تکیه گاه ساده در نظر گرفته شده است. سپس معادلات مشتقات جزیی غیرخطی حرکت، با استفاده از روش گالرکین جداسازی شده و نهایتا با استفاده از روش رانگ کوتا حل شده اند. نتایج تحلیل تیوری انجام شده با نتایج ارایه شده در مطالعات پیشین مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است. همچنین به منظور بررسی پارامترهای اثرگذار، اثر نسبت ابعادی، بستر پاسترناک، زمان بارگذاری و نوع پالس های فشاری بر روی پاسخ دینامیکی ورق موردبررسی قرارگرفته است. مطابق با نتایج به دست آمده، با کاهش زمان فاز مثبت بارگذاری و افزایش پارامتر شکل موج، اثر فاز منفی بارگذاری تقویت شده و منجر به افزایش جابجایی بی بعد در مرکز ورق می گردد. علاوه بر این، مشخص گردید که پارامتر سختی خطی، در مقایسه با پارامتر لایه برشی اثر کمتری بر پاسخ زمانی دارد.

    کلید واژگان: پاسخ غیرخطی, چندلایه ی کامپوزیتی, بارگذاری یکنواخت وابسته به زمان, روش گالرکین, روش رانگ کوتا
    Ali Kiani, Rouhollah Hosseini *, Hossein Khodarahmi

    Fiber Metal Laminates (FML’s) are being used in many applications ranging from aircraft, submarines and ships to pressure vessels and automotive parts. In this study, the theoretical and numerical analysis of fiber metal laminates (FML’s) subjected to time-dependent uniform pressure load have been investigated. For this purpose, the plate is modeled based on the Reddy’s higher order shear deformation plate theory and the effects of the von Kármán geometric nonlinearity are included in the derivation of the motion equations. The FML is assumed to rest on the Pasternak foundation and simply supported boundary conditions are considered for all edges of the plate. Then, Nonlinear Partial differential Equations (PDEs) of motion are separated by using of the Galerkin method and finally solved using the Runge Kutta method. The results of conducted theoretical analyses compared with the presented results in the literature and good agreement is found. Also, in order to investigate the effective parameters, the effect of aspect ratio, Pasternak foundation and type of pressure pulses on the dynamic response of the plate have been examined. According to the obtained results, by reducing the positive phase time of loading and increasing the waveform parameter, the effect of the negative phase of loading is amplified and leads to an increase in dimensionless displacement in the center of the plate. Also, it was realized that the linear stiffness parameter in comparison with the shear layer parameter has less effect on the dynamic response.

    Keywords: Nonlinear response, laminated composite, time-dependent uniform pressure load, Galerkin method, Runge Kutta method
  • جواد واثقی امیری*، سید محمد امین حسینی پور، حسین خدارحمی، مرتضی نقی پور

    مقاومت در برابر انفجار یکی از جنبه های مهم طراحی سازه های حیاتی به دلیل وجود گستردگی تهدیدات است. با استفاده فراوان از بتن در توسعه سازه های مقاوم در برابر انفجار، تحقیقات زیادی در خصوص رفتار اجزای بتنی در مقابل بارگذاری های دینامیکی مانند انفجار و ضربه در ادبیات فنی موجود است. این مقاله به بررسی میدانی، آزمایشگاهی و عددی اثر هم‌زمان افزایش چگالی بتن و تقویت‌ با الیاف فولادی دو سر قلاب در برابر بارگذاری انفجار ناشی از ماده منفجره پنتولیت (C-4) می پردازد. در این خصوص، مجموعا تعداد 150 نمونه بتنی مکعبی و استوانه‌ای با ترکیب الیاف فولادی در درصدهای حجمی مختلف (0، 5/0 و 1%) برای ارزیابی مشخصات فیزیکی و مکانیکی بتن های معمولی و سنگین ساخته شد. پس از بررسی طرح های اختلاط بتن معمولی و سنگین در آزمایشگاه، آزمایش میدانی انفجار به‌صورت تماس مستقیم ماده منفجره بر روی مجموعه‌ای از 6 بلوک بتنی در ابعاد cm 50×50×10 ساخته شده با طرح های اختلاط بهینه از هر دو نوع بتن انجام گردید. در ادامه، مدل‌سازی عددی رفتار بتن در مقابل بار انفجار با استفاده از نرم افزار اجزای محدود LS-DYNA جهت صحت سنجی پارامترهای مذکور انجام و خروجی مدل‌سازی با نتایج آزمایشگاهی و میدانی مقایسه گردید. نتایج به‌دست آمده از مدل‌سازی اجزای محدود حاکی از تطابق قابل قبولی با مشاهدات میدانی و نتایج آزمایشگاهی است.

    کلید واژگان: بتن سنگین, ماده منفجره, بار انفجاری, پنتولیت, الیاف فولادی, LS-DYNA
    Javad Vaseghi amiri *, Hossein Khodarahmi, Morteza Naghipour

    Resistance to explosive loads is one of the most important aspects of the design of critical structures due to the wide range of threats. With the widespread use of concrete in the development of explosion-resistant structures, there is much research on the response of concrete components against dynamic loads such as explosion and impact in the technical literature. This paper experimentally and numerically investigates the simultaneous effect of increasing the density of concrete and reinforcing it with hooked-end steel fibers against blast caused by the high explosive pentolite mixture (C-4). In this regard, a total of 150 cubic and cylindrical concrete specimens containing steel fibers in different volume fractions (0, 0.5, and 1%) were made to evaluate the physical and mechanical properties of normal-weight (NW) and heavyweight (HW) concrete. After examining the NW and HW concrete mix designs in the laboratory, blast field tests were conducted by directly attaching the explosive on a set of six concrete blocks with dimensions of 50×50×10 cm fabricated with optimal mix designs of both concrete types. Subsequently, numerical modeling of the concrete behavior against blast load was performed using LS-DYNA finite element software to validate the examined parameters, and then the modeling output was compared with laboratory and field results. The results obtained from the finite element modeling indicate an acceptable agreement with field observations and laboratory results

    Keywords: Heavyweight Concrete, Explosive, Blast Load, Pentolite, Steel Fiber, LS-DYNA
  • مجتبی ضیاء شمامی، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی، حسین خدارحمی
    در پژوهش حاضر، مکانیسم تغییر شکل بزرگ پلاستیک ورق های دایره ای تک و چندلایه فلزی هم جنس و غیر هم جنس با چگالی سطحی ثابت تحت بارگذاری دفعی مکرر یکنواخت موردبررسی قرارگرفته است. از سامانه پاندول بالستیک به همراه لوله استقرار خرج 200 میلی متری برای اعمال بار انفجاری به نمونه استفاده شد. 40 نمونه آزمایشی در سه لایه بندی مختلف تک، دو و سه لایه با هشت چیدمان مختلف در نظر شد. برای ایجاد شرایط بارگذاری و آزمایشی یکسان، از 10 گرم ماده منفجره پلاستیکی استفاده شد و پاسخ دینامیکی هر سازه تا 5 بار بارگذاری مکرر موردمطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی حاکی از تغییر شکل بزرگ پلاستیک همراه با نازک شدگی در مرزهای گیردار و همچنین پاره شدن برخی آزمایش ها است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش تعداد دفعات انفجار، بیشترین خیز دایمی ورق ها افزایش می یابد و با افزایش تعداد انفجارها، خیز پیش رونده ورق در مرکز آن به صورت نمایی کاهش می یابد. علاوه بر این، قرارگیری یک لایه ضخیم در جلو و پشتیبانی یک سازه با لایه نازک تر عملکرد بهتری به نمونه آزمایشی در برابر بار انفجاری مکرر می بخشد. نتیجه به دست آمده برای ساختارهای چندلایه هم جنس کاملا مطابق با نتایج ساختارهای غیر هم جنس است.
    کلید واژگان: بارگذاری مکرر, بارگذاری دفعی, ساختار چندلایه غیر هم جنس, ورق دایره ای, خیز حداکثر
    Mojtaba Ziya-Shamami, Hashem Babaei *, Tohid Mirzababaie Mostofi
    In the current research study, the large plastic deformations of similar and dissimilar single- and multi-layered metallic plates with the same areal density under repeated uniform impulsive loading have been investigated. The ballistic pendulum along a 200 mm length standoff blast tube was used to apply the blast load on the specimen. Forty testing specimen in three different layering configurations including single-, double, and triple-layered, and eight different arrangements were considered. For the same loading and experimental condition, 10 g plastic explosive was utilized and the dynamic response of structures was studied up to five consecutive loads. The experimental results indicated large plastic global deformation with thinning happening at the clamped boundary and also tearing for some experiments. The results also represented that the maximum permanent deflections of plates were increased by the number of blast loads and the progressive deflection of the plates at the center was decreased exponentially with increasing the number of blasts. Placing a thick front layer a thin back layer gives better blast performance to the tested specimen against repeated impulsive loading. The obtained result for multi-layered configurations with the same material is completely consistent with those structures made of dissimilar layers.
    Keywords: Repeated loading, Impulsive loading, Multi-layered mixed configuration, Circular plate, Maximum displacement
  • مجتبی قمری زاده، حسین خدارحمی*، توحید میرزاببای مستوفی

    ساندویچ پنل ها سازه‌های متداولی برای جذب انرژی انفجار و استفاده به‌عنوان سپر انفجار می‌باشند. در این مقاله عملکرد و پاسخ دینامیکی نوع جدیدی از سازه‌های ورق ساندویچی فلزی و مدور به‌عنوان جاذب انرژی انفجار با هسته لوله‌ای شعاعی تحت بار انفجار موردبررسی قرارگرفته است. از روش‌های تحلیلی و تجربی برای ارزیابی پاسخ دینامیکی سازه ورق ساندویچی استفاده‌شده است. در روش تحلیلی پاسخ سازه به سه مرحله زمانی مجزا و متوالی تقسیم‌شده است. مرحله اول شامل تداخل سازه و سیال، مرحله دوم تراکم و له‌شدگی هسته و مرحله سوم پاسخ دینامیکی و خمش کل سازه ورق ساندویچی است. با استفاده از قوانین بنیادین علم مکانیک مانند قوانین بقاء جرم و بقاء ممنتوم، پاسخ تحلیلی تغییر شکل و معادلات حاکم بر آن فرمول‌بندی شده است و معادله‌ای به شکل بسته برای خیز سازه و مقدار بیشینه آن به‌دست‌آمده است. آزمایش تجربی با ساخت ورق‌های ساندویچی به روش انفجار آزاد، به‌منظور ارزیابی و صحت سنجی نتایج تحلیلی انجام‌شده است. پاسخ دینامیکی و خیز بیشینه نمونه ها، مورد ارزیابی قرارگرفته است. انطباق خوبی بین نتایج تحلیلی و تجربی وجود دارد. میانگین اختلاف نتایج روش های تحلیلی و تجربی 18 درصد است.

    کلید واژگان: پاسخ تحلیلی, پاسخ تجربی, بار انفجار, ورق ساندویچی, هسته لوله ای
    Mojtaba Ghamrizadeh, Hosain Khodarahmi *, Toohid Mirzababaie Mostofi

    Sandwich panels are common structures for absorbing explosion energy and used as an explosion shield. In this paper, the performance and dynamic response of a new type of metal and circular sandwich sheet structures as blast energy absorbers with radial tube cores under blast load are investigated. Analytical and experimental methods have been used to evaluate the dynamic response of the sandwich panel structure. In the analytical method, the response of the structure is divided into three separate and consecutive time stages. The first stage includes the interaction of structure and fluid, the second stage is the compression and crushing of the core and the third stage is the dynamic response and bending of the whole structure of the sandwich panel. Using the basic laws of mechanics, such as the laws of mass and momentum conservation, the analytical response of the deformation and the governing equations have been formulated, and a closed form equation for the maximum deflection has been obtained. The experiments were performed by making sandwich panels under the blast load and by free blasting method in order to evaluate and validate the analytical results. The results are compared and there is good agreement between the results in analytical and experimental methods. The average difference between the results of analytical and experimental methods is 18%.

    Keywords: Analytical response, Experimental response, Explosion load, Sandwich panels, Tube core
  • مجتبی قمری زاده، حسین خدارحمی*، توحید میرزا بابای مستوفی
    ورق های ساندویچی سازه های مورد توجهی برای جذب انرژی انفجار می باشند. لهیدگی و تغییرشکل پلاستیک هسته به همراه خمش پلاستیک رویه های ورق ساندویچی مهم ترین عوامل جذب انرژی انفجار در این سازه ها می باشند. اجزا سازه پس از انفجار و جذب انرژی دچار تغییرشکل دایمی قابل توجهی می شوند. در سازه های مدور که دارای هندسه و بارگذاری متقارن هستند، بیشترین مقدار تغییرشکل در مرکز رویه تحتانی سازه اتفاق می افتد. در این مقاله به روش تحلیلی و تجربی رفتار دینامیکی سازه و تغییرشکل ورق های ساندویچی مدور فلزی با هسته لوله ای تحت بار انفجار بررسی شده است. در این مطالعه برای چیدمان لوله های هسته از ترکیب شعاعی غیرهمرس استفاده شده است که ترکیب جدیدی محسوب می شود و به شکل منظمی در هسته تعبیه شده اند. آزمایش تجربی با ساخت ورق های ساندویچی تحت بار انفجار و به روش انفجار آزاد، به منظور ارزیابی و صحت سنجی نتایج تحلیلی انجام شده است. حل تحلیلی به کمک روش انرژی و با برقراری تعادل انرژی جنبشی و کار پلاستیک انجام شده به وسیله اجزاء مختلف سازه ورق ساندویچی، انجام شده است. خیز بیشینه، میزان له شدگی هسته و انرژی جذب شده توسط اجزاء مختلف برای چند نمونه مختلف مورد مطالعه قرارگرفته است. انطباق خوبی بین نتایج تحلیلی و تجربی وجود دارد.
    کلید واژگان: پاسخ دینامیکی, بار انفجار, ورق ساندویچ, هسته لوله ای
    Mojtaba Ghamarizadeh, Hossein Khodarahmi *, Tohid Mirzababaie Mostofi
    The sandwich panels are important structures for absorbing the explosion energy. Crushing and plastic deformation of the core along with the plastic bending of the faces are the main factors in absorbing the explosion energy in these structures. Structural components undergo significant permanent deformation after the explosion and its related energy absorption. In circular sandwich panels with symmetrical geometry and loading, the greatest amount of deformation occurs in the center of the back face. In this paper, the energy absorption of the structure and the deformation of circular metal sandwich panels with tubular core under explosion load have been studied analytically and experimentally. The tubes are arranged radially and symmetrically in the core constructions, which is a new configuration for the energy-absorbing sandwich panels in the literature. Experiments have been performed by making sandwich panels under free blast load in order to evaluate and validate the analytical results. The analytical solution is performed using the energy method by balancing the kinetic energy and the plastic work which is done by the different components of the sandwich panels. Maximum deflection, the amount of core crushing and the amount of energy absorbed by the whole structure and different parts of the structure are studied for different cases. There is a good agreement between analytical and experimental results.
    Keywords: Dynamic response, Explosion Load, Sandwich panels, Tube Core
  • مجتبی قمری زاده، حسین خدارحمی*، توحید میرزابابای مستوفی
    ورق های ساندویچی سازه های رایجی برای جذب انرژی انفجار و استفاده به عنوان سپر انفجار می باشند. در این مقاله عملکرد و پاسخ دینامیکی نوع جدیدی از سازه های ورق ساندویچی فلزی و مدور به عنوان جاذب انرژی انفجار با هسته لوله ای شعاعی غیر همرس تحت بار انفجار موردبررسی قرارگرفته است. از روش های تحلیلی، تجربی و عددی برای ارزیابی پاسخ دینامیکی سازه ورق ساندویچی استفاده شده است. در روش تحلیلی پاسخ سازه به سه مرحله زمانی مجزا و متوالی تقسیم شده است. مرحله اول شامل تداخل سازه و سیال، مرحله دوم تراکم و له شدگی هسته و مرحله سوم پاسخ دینامیکی و خمش کل سازه ورق ساندویچی است. با استفاده از قوانین بنیادین علم مکانیک مانند قوانین بقاء جرم و بقاء ممنتوم، پاسخ تحلیلی تغییر شکل و معادلات حاکم بر آن فرمول بندی شده است و معادله ای به شکل بسته برای خیز سازه و مقدار بیشینه آن به دست آمده است. آزمایش تجربی با ساخت یک ورق ساندویچی تحت بار انفجار و به روش انفجار آزاد، به منظور ارزیابی و صحت سنجی نتایج تحلیلی و عددی انجام شده است. حل عددی در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS و با تولید تابع فشار به روش CONWEP انجام شده است. نتایج باهم مقایسه شده اند و انطباق خوبی بین نتایج به روش های مختلف وجود دارد.
    کلید واژگان: ورق ساندویچی, هسته لوله ای, بار انفجاری, پاسخ دینامیکی
    M. Ghamarizadeh, H. Khodarahmi *, T. Mirzababaie Mostofi
    Sandwich panels are common structures for absorbing explosion energy and used as an explosion shield. In this paper, the performance and dynamic response of a new type of metal and circular sandwich sheet structures as blast energy absorbers with radial tube cores under blast load are investigated. Analytical, experimental and numerical methods have been used to evaluate the dynamic response of the sandwich panel structure. In the analytical method, the response of the structure is divided into three separate and consecutive time stages. The first stage includes the interaction of structure and fluid, the second stage is the compression and crushing of the core and the third stage is the dynamic response and bending of the whole structure of the sandwich panel. Using the basic laws of mechanics, such as the laws of mass and momentum conservation, the analytical response of the deformation and the governing equations have been formulated, and a closed equation for the rise of the structure and its maximum value has been obtained. The experiment was performed by making a sandwich panel under the blast load and by free blasting method in order to evaluate and validate the analytical and numerical results. Numerical solution is performed in ABAQUS finite element software by generating pressure function by CONWEP method. The results are compared and there is good agreement between the results in different ways.
    Keywords: Sandwich Shield, Tube Core, Explosive Load, Dynamic Response
  • مجتبی قمری زاده، حسین خدارحمی*، توحید میرزابابای مستوفی

    ورق های ساندویچی سازه های مورد توجهی برای جذب انرژی انفجار و استفاده به عنوان سپر انفجار می باشند. لهیدگی و تغییر شکل پلاستیک هسته به همراه خمش پلاستیک رویه های ورق ساندویچی مهم ترین عوامل جذب انرژی انفجار در این سازه ها می باشند. اجزا سازه پس از انفجار و جذب انرژی دچار تغییر شکل دایمی  می شوند. در این مقاله به روش تحلیلی، عددی و تجربی جذب انرژی اجزاء مختلف و تغییر شکل ورق های ساندویچی مدور فلزی با هسته لوله ای تحت بار انفجار بررسی شده است. چیدمان لوله های هسته دارای ترکیب شعاعی غیرهمرس است و به شکل منظمی در هسته تعبیه شده اند. آزمایش تجربی با ساخت ورق ساندویچی به روش انفجار آزاد و به منظور ارزیابی و صحت سنجی نتایج تحلیلی و عددی انجام شده است. حل تحلیلی به کمک روش انرژی و از تعادل انرژی جنبشی و کار پلاستیک انجام شده به وسیله اجزاء مختلف سازه ، انجام شده است. حل عددی در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS  انجام شده است و تابع فشار به روش CONWEP تولید شده است. خیز سازه و میزان انرژی جذب شده توسط سازه و بخش های مختلف آن به دست آمده است. انطباق خوبی بین نتایج به روش های مختلف وجود دارد.

    کلید واژگان: پاسخ دینامیکی, بار انفجار, ورق ساندویچ, هسته لوله ای
    Tohid Mojtaba Ghamarizadeh, Hossein Khodarahmi*, Mirzababaie Mostofi

    Sandwich panels which can be used as an explosion shield are important structures for absorbing explosion energy. Crushing and plastic deformation of the core with the plastic bending of the faces are the main factors in absorbing the explosion energy in this sandwich panel. Structural components undergo permanent deformation after explosion and energy absorption. In this paper, the energy absorption of the structure and the deformation of circular metal sandwich panels with tubular core under explosion load have been investigated analytically, numerically and experimentally. The tubes are arranged radially and symmetrically in the core constructions. The experiment have been performed by making sandwich panels under free blast load in order to evaluate and validate analytical and numerical results. The analytical solution is performed using the energy method by balancing the kinetic energy and the plastic work which is done by the different components of the sandwich panels. Numerical solution is performed in ABAQUS finite element software and the pressure function is generated by CONWEP method. The amount of energy absorbed by the structure and different parts of it is obtained. There is good agreement between the results in different ways.

    Keywords: Dynamic response, Explosion load, Sandwich panels, Tube core
  • مجتبی ضیاء شمامی، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی، حسین خدارحمی

    در پژوهش حاضر، رفتار پلاستیک ورق های مدور تحت بارگذاری دفعی مکرر بررسی شده است. در بخش تجربی از سامانه پاندول بالستیک جهت اعمال بار دینامیکی و ورق های آلیاژ آلومینیوم استفاده شد. جهت بررسی پروفیل تغییر شکل و الگوی شکست نمونه ها، بار دینامیکی در محدوده وسیعی از 6/49 تا 24/69 نیوتن در ثانیه اعمال شد. جهت بررسی رفتار تحت بارگذاری مکرر، هر آزمایش تا 5 دفعه بارگذاری ادامه پیدا کرد. مشاهدات تجربی بیانگر تغییر شکل پلاستیک بزرگ سازه همراه با نازک شدگی نمونه های آزمایشی در مرزهای گیردار و همچنین پارگی برخی در همین ناحیه است. نتایج مشخص کرد که با افزایش تعداد دفعات انفجار و جرم خرج، خیز دایمی افزایش می یابد ولی خیز پیش رونده ورق به صورت نمایی کاهش می یابد. در بخش مدل سازی، با بهره گیری از روش تحلیل ابعادی، روابطی با فرم بسته بر مبنای اعداد بدون بعد به منظور پیش بینی بیشترین خیز دایمی ورق استخراج شد که بر اساس مراجع موجود، تاکنون در ادبیات موضوع ارایه نشده است. در این روابط، تاثیر پارامترهای مختلف مانند هندسه ورق، اینرسی بار اعمال شده و حساسیت ماده به نرخ کرنش در نظر گرفته شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج تجربی نشان داد که توافق بسیار خوبی بین نتایج تجربی و پیش بینی های مدل حاصل شده است.

    کلید واژگان: بارگذاری دینامیکی شدید, بارگذاری پی در پی, ورق مدور, مدل سازی ریاضی, تحلیل ابعادی
    Mojtaba Ziya Shamami, Hashem Babaei *, Tohid Mirzababaie Mostofi, Hossein Khodarahmi

    In the current research, the plastic behavior of circular plates under dynamic loading was investigated. In the experimental section, a ballistic pendulum apparatus and aluminum alloy plates were used. To investigate the deformation profile and the failure pattern of the specimens, dynamic loads were applied in a wide range from 6.49 to 24.69 Ns. To test the behavior under successive loading, each experiment was continued up to 5 loadings. Experimental observations indicate a large plastic deformation of the structure along with the thinning of the test specimens at fully clamped boundaries and the rupture of some in the same area. The results showed that with increasing the number of explosions and the charge mass, the maximum deflection increases, but the progressive deflection decreases exponentially. In the modeling section, some closed-form relations were proposed using the dimensional analysis approach to predict the maximum permanent deflection plates. In these relations, the effect of various parameters such as the plate geometry, inertia of the applied load, and strain rate sensitivity of material was considered. Comparing the results of the model with the experimental results showed that there is a very good agreement between the experimental results and the predictions of the model.

    Keywords: Intense Dynamic Loading, Successive Loading, Circular Plate, Mathematical Modeling, Dimensional Analysis
  • مجتبی ضیاءشمامی، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی، حسین خدارحمی
    در این تحقیق، تعدادی آزمایش روی ورق های آلومینیومی به منظور مطالعه تغییر شکل ورق های تک لایه، دولایه و سه لایه تحت بارگذاری دفعی یکنواخت مکرر تا 5 دفعه انجام شد. برای انجام آزمایش ها، نمونه ها روی سامانه آونگ بالستیک بسته شدند. در حالت کلی، نمونه های آزمایشی تغییر شکل بزرگ پلاستیکی به صورت گنبدی شکل همراه با نازک شدگی یا پارگی در لبه های مرزی به علت یکنواخت بودن بارگذاری از خود نشان دادند. نتایج تجربی نشان داد که خیز مرکزی ورق های تک لایه و چندلایه با افزایش تعداد انفجار و جرم خرج افزایش می یابد. علاوه بر آن، خیز جلو رونده نمونه؛ یعنی، اختلاف خیز در دو مرحله متوالی انفجار، به علت آنکه نمونه بعد از هر دفعه انفجار کار سختی تحمل می کند، به صورت نمایی کاهش می یابد. نتایج همچنین نشان داد که ممکن است ساختارهای سه لایه هم جنس در انفجار اول در ایمپالس پایین عملکرد انفجاری مناسبی در مقایسه با ساختارهای دولایه داشته باشد اما با بالا رفتن تعداد انفجار، مقاومت انفجاری آن ها کاهش می یابد. اگرچه این رفتار برای انفجار در ایمپالس های بالا دیده نشد و ساختارهای چندلایه رفتاری متفاوتی دارند.
    کلید واژگان: بارگذاری یکنواخت مکرر, ساختار چندلایه, مقاومت انفجاری, ورق دایره ای
    M. Ziya-Shamami, H. Babaei *, T. Mirzababaie Mostofi, H. Khodarahmi
    In this paper, a series of experiments were conducted aluminum plates to investigate the large plastic deformation of single, double, and triple-layered plates under repeated uniform loading up to five times. In order to perform experiments, plates were mounted onto a ballistic pendulum. Generally, the tested plates represented large plastic deformation of dome-like shape along with thinning or tearing occurring at the boundary due to the uniform impulsive loading. The experimental results showed that the maximum permanent delfection of single- and multi-layered plates increases by the increase of mass charge and number of blasts. Furthermore, the progressive deflection was decreased exponentially because the test plate material undergoes work hardening after each blast load. The results also indicated that triple-layered plates made of similar materials may have a better blast performance compared to double-layered at the first low-impulse blast but their resistance decreases as the number of blast increases. However, this trend was not observed for high-impulse blasts and multi-layered plates have a different behavior.
    Keywords: Repeated uniform loading, Multi-layered structures, Blast performance, circular plate
  • رضا خندابی، حسین خدارحمی، روح الله حسینی*، مجتبی ضیاء شمامی

    پانل های ساندویچی معمولا به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، صنایع دریایی و صنایع خودروسازی دارند. در این مقاله، با تهیه فوم های پلی یورتان با چگالی های مختلف و ساخت پانل های ساندویچی از ورق های آلومینیومی و هسته فوم پلی یورتان، با استفاده از دستگاه شاک تیوب انفجاری، تعدادی آزمایش های انفجاری تعریف شده و اثر چگالی فوم در مقدار تغییر شکل عرضی سطح پشتی ساختار ساندویچی و میزان جذب انرژی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش فشار انجام شده بر روی فوم های مختلف، شبیه سازی سازه ساندویچی تحت بار انفجاری به کمک نرم افزار اتوداین انجام شده است. بین نتایج تجربی و عددی تطابق خوبی وجود دارد. آزمایش های تجربی و مطالعات پارامتریک انجام شده، نشان می دهند که با افزایش چگالی فوم مقدار تغییر شکل عرضی سطح پشتی پانل ساندویچی کمتر می شود، ولیکن میزان جذب انرژی پانل نیز کاهش می یابد. همچنین با افزایش چگالی فوم علاوه بر این که تغییر شکل رویه پشتی پانل کاهش می یابد، پروفیل آن نیز یکنواخت تر می گردد. از طرفی نتایج نشان می دهند با افزایش مقدار ماده منفجره تاثیر افزایش چگالی هسته بر روی مقدار تغییر شکل عرضی رویه پشتی بیش تر می شود. در مجموع اگر پانل ساندویچی به عنوان سازه اصلی باشد، بهتر است که از فوم با چگالی بالا استفاده گردد، ولی در صورتی که نیاز است پانل به عنوان سازه فناشونده بر روی یک سازه دیگر نصب شود، باید از فوم با چگالی پایین تر استفاده گردد تا فشار منتقل شده به پشت پانل کاهش یابد.

    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری, پانل ساندویچی, فوم پلی یورتان, جذب انرژی, شاک تیوب
    Reza Khondabi, Hossein Khadarahmi, Rouhollah Hosseini *, Mojtaba Zia Shamami

    Sandwich panels, due to high strength to weight ratio and energy absorption properties, are widely used in various industries including aerospace industries, marine and automotive industries. In this article several aluminum sandwich panels with polyurethane foam core with different densities were designed and tested using a shock tube facility. Some of blast tests were defined in order to determine the effects of foam density on transverse deflection of back face-sheet and energy absorption of sandwich structures. Also using the results of compression test performed on different foams, numerical simulation using Autodyn software were performed. There was a good agreement between experimental investigation and numerical results. Using experimental testes and parametric studies, it is shown that increasing foam density can lead to reducing the transverse deflection of back face-sheet of the sandwich panel, but the energy absorption of the panel also decreases. Also increasing the density of the foam, in addition to reducing the shape of the back face of the panel, lead to more uniform profile. On the other hand, the results show that by increasing the amount of explosives, the effect of increasing the core density on the amount of transverse posterior deformation grows. It can be concluded that if the sandwich panel is the main structure, it is advisable to use high-density foam, but if the panel is to be installed as a damping structure on another structure, a lower density foam should be used to reduce the pressure transferred to the back face of the panel.

    Keywords: Blast Loading, sandwich panel, Polyurethane foam, Energy Absorption, Shock tube
  • مجتبی ضیاءشمامی، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی، حسین خدارحمی

    در این مقاله، مکانیسم تغییر شکل بزرگ پلاستیک و شکست ورق های دایره ای تک و چندلایه تحت بارگذاری دفعی مکرر یکنواخت مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام یک سری آزمایش (67 آزمایش) بر روی ورق های آلیاژ آلومینیوم با ساختارهای مختلف از سامانه آونگ بالستیک استفاده شد. سه نوع لایه بندی مختلف شامل ساختارهای تک لایه، دولایه و سه لایه هم جنس در نظر گرفته شد و تحت محدوده وسیعی از جرم خرج از 1/5 تا 12/5گرم تا پنج دفعه جهت بارگذاری مکرر آزمایش شد. نتایج آزمایشگاهی حاکی از تغییر شکل بزرگ پلاستیک همراه با نازک شدگی در مرزهای گیردار و همچنین پاره شدن برخی آزمایش ها است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش جرم خرج و تعداد دفعات انفجار، بیشترین خیز دایمی ورق ها افزایش می یابد. از طرف دیگر، با افزایش تعداد انفجارها، خیز پیش رونده ورق در مرکز آن به صورت نمایی کاهش می یابد. علاوه بر این، در بخش مدل سازی عددی، از شبکه عصبی از نوع GMDH برای ارایه یک مدل ریاضی بر مبنای اعداد بی بعد جهت پیش بینی بیشترین خیز دایمی ورق های دایره ای تک و چندلایه تحت بارگذاری دفعی مکرر یکنواخت استفاده شد. به منظور افزایش قابلیت پیش بینی شبکه عصبی پیشنهادی برای این فرآیند، داده ها به دو دسته آموزش و پیش بینی تقسیم شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که توافق خوبی بین مدل ارایه شده با مقادیر تجربی برقرار است، به طوری که به ترتیب تمامی و 77% از نقاط مربوطه به ساختارهای تک لایه و چندلایه در محدوده خطای کمتر از 10% قرار گرفتند.

    کلید واژگان: بارگذاری دفعی مکرر, ساختار چندلایه, ورق دایره ای, مطالعه آزمایشگاهی, مدل شبکه عصبی
    M. Ziya-Shamami, H. Babaei*, T. Mirzababaie Mostofi, H. Khodarahmi

    In this paper, the large inelastic deformation and failure mechanism of single and multi-layered circular plates under repeated uniform impulsive loading were studied. The ballistic pendulum was used to conduct a series of experiments (67 experiments) on aluminum alloy plates with different structural configurations. Three different layering configurations including single, double, and triple-layered plates made of the same material were considered and tested for the range of charge masses from 1.5g to 12.5g up to five times for repeated loading. The experimental results indicated large plastic global deformation with thinning happening at the clamped boundary and also tearing for some experiments. The results also represented that the maximum permanent deflections of plates were increased by the increase of the charge mass and the number of blast loads. On the other hand, the progressive deflection of the plates at the center was decreased exponentially with increasing the number of blasts. Furthermore, in the numerical modeling section, the Group Method of Data Handling (GMDH) neural network was used to present a mathematical model based on dimensionless numbers to predict the maximum permanent deflection of single and multi-layered circular plates under repeated impulsive loading. In order to increase the prediction capability of the proposed neural network for this process, the experimental data were divided into two training and prediction sets. Good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and all and 77% of data points are within the <10% error range for single and multi-layered plates, respectively.

    Keywords: Repeated Loading, Multi-Layered Configuration, Circular Plate, Experimental Study, Neural Network Modelling
  • مسعود رحمانی، علیرضا نداف اسکوئی، حسین خدارحمی، روح الله حسینی*

    از خواص ذاتی برخی مواد نظیر فوم ها، مواد متخلخل و مواد دانه ای توانایی آن ها در میرا سازی موج انفجار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی قابلیت مواد دانه ای در استهلاک موج ناشی از انفجار صورت گرفته است. بخش شبیه سازی عددی با استفاده از هیدروکد انسیس اتوداین و بخش تجربی آن به وسیله ی شاک تیوب انجام شده است. از دو ماده ی خاک اره و پوکه ی معدنی که خواص آنهابوسیله تستهای مختلف بدست آمده به عنوان مواد دانه ای در هسته ی پانل ساندویچی استفاده شده است. از روش هیدرودینامیک ذرات جهت مدلسازی مواد دانه ای استفاده گردید. پوکه ی معدنی نتیجه ی به نسبت بهتری از خاک اره در استهلاک موج انفجار داشته است. نتایج نشان می دهند که استفاده از ضخامت کم مواد دانه ای نمی تواند موثر باشد اما مواد دانه ای در ضخامت های بالاتر به خوبی تاثیرگذار خواهند بود. استفاده از این مواد در مواردی تا 88 درصد موج انفجار را کاهش می دهد.

    کلید واژگان: مواد دانه ای, استهلاک, موج انفجار, حل عددی, تست تجربی
    M. Rahmani, A. R. Naddaf Oskouei, H. Khodarahmi, R. Hosseini*

    One of the intrinsic properties of foams, porous materials, and granular materials, are their ability to mitigate the blast wave. The current research study investigates the capability of granular materials in the mitigation of blast wave both experimentally and numerically. In the experimental section, the explosion shock tube facility was employed to conduct a series of experiments. Sawdust and mineral pumice were used as granular materials in the sandwich panel core and their mechanical properties were obtained by performing quasi-static compression tests. Moreover, the commercial hydrocode AUTODYN was used to numerically simulate the process while the smooth particle hydrodynamics method (SPH) was employed to model granular materials. The obtained results indicate that mineral pumice leads to more mitigation of the blast wave compared to sawdust. Besides, using a low thick core made of granular materials is not considerably effective and using a high thick core leads to more mitigation of the blast wave.

    Keywords: Granular Materials, Mitigation, Explosion Wave, Shock Tube, Numerical Simulations
  • علی کیانی، روح الله حسینی*، حسین خدارحمی

    چندلایه های فلز-کامپوزیت سازه های مرکب تشکیل شده از لایه های سبک کامپوزیتی و لایه های فلزی می باشند که دارای مقاومت ضربه ای و جذب انرژی بالا همراه با وزن پایین می باشند. در این مطالعه، با استفاده از روابط حاکم بر رفتار غیرخطی ورق چندلایه ی فلز-کامپوزیت، به بررسی اثرات مختلف حاکم بر ورق مانند دما و بارگذاری دینامیکی پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از تیوری تغییر شکل های بزرگ وون کارمن اثرات غیرخطی هندسی در نظر گرفته شده است و معادلات حاکم بر جابجایی ورق با استفاده از اصل کار مجازی استخراج گردیده اند. شرایط مرزی در تمامی لبه های ورق به صورت تکیه گاه ساده در نظر گرفته شده است. سپس معادلات مشتقات جزیی غیرخطی حرکت با استفاده از روش گالرکین به حالت معادلات مشتقی ساده تبدیل شده اند که به صورت تحلیلی با استفاده از روش مقیاس های چندگانه حل شده اند و یک رابطه ی تحلیلی برای فرکانس های غیرخطی ورق بدست آمده است. نتایج تحلیل تیوری انجام شده با نتایج ارایه شده در مطالعات پیشین مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است. با استفاده از مدل تحلیلی اعتبارسنجی شده، اثر تغییرات درجه حرارت، بستر الاستیک و مقادیر حداکثر فشار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دامنه بارگذاری، منجر به افزایش تغییر شکل و کاهش نسبت فرکانسی سیستم خواهد شد. همچنین نتایج نشان داد که چندلایه های فلز کامپوزیت می توانند انتخاب مناسبی برای سازه های تحت بارگذاری دینامیکی باشند.

    کلید واژگان: چندلایه های فلز کامپوزیت, وون کارمن, غیرخطی هندسی, بارگذاری دینامیکی
    Ali Kiani, Rouhollah Hosseini *, Hossein Khoda Rahmi

    Fiber metal laminates (FMLs) are hybrid structures composed of composite lightweight layers and aluminum layers that have high impact resistance and energy absorption along with low weight. In this study, by using of governing equation of non-linear behavior of FMLs, the effect of various parameter such as temperature and dynamic loading have been investigated. For this purpose, the geometric nonlinearity effects are taken into account with the von Kármán large deflection theory and the governing equations of motion for the plate are derived by the use of the virtual work principle. The simply supported boundary conditions are considered for all edges of the plate. Then, Nonlinear Partial differential Equations (PDEs) of motion by using of the Galerkin method are transformed to a single nonlinear Ordinary Differential Equation (ODE), which is solved analytically by the multiple time scales method, and an analytical relation is found for the nonlinear frequency of these plates. The results of conducted theoretical analyses compared with the presented results in the literature and good agreement is found. By using the validated theoretical model, the influences of changes in temperature change, elastic foundation and peak pressure values are investigated. The results indicated that increasing the peak pressure values would lead to an increase in deformation and a decrease in the frequency ratio of the system. The results also show that FMLs would be a good choice for structures under dynamic loads.

    Keywords: Fiber–metal laminates, von Kármán, geometric nonlinearity, Dynamic Loading
  • رضا خندابی، حسین خدارحمی، روح الله حسینی*، مجتبی ضیاء شمامی

    پانلهای ساندویچی معمولا به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارند. در این مقاله مقاومت انفجاری سازه های ساندویچی با رویه های آلومینیومی و هسته فوم پلییورتان با چگالی متغیر)مدرج(بررسی شده است. در این پژوهش، با تهیه فومهای پلییورتان با چگالیهای مختلف و ساخت پانلهای ساندویچی از ورقهای آلومینیومی و هسته فوم پلییورتان، با استفاده از دستگاه لوله شاک انفجاری تاثیر تغییر تدریجی چگالی هسته فومی و ترتیب لایه های فوم با چگالیهای مختلف، بر روی مقدار جابجایی سطح پشتی سازه های ساندویچی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسیهای تجربی و عددی انجام شده، نشان میدهند که جابجایی رویه پشتی پانل ساندویچی با هسته فومی مدرج درحالتی که لایه فوم با چگالی بیشتر در سمتی که انفجار رخ میدهد قرار دارد، نسبت به پانل ساندویچی با هسته تکلایه و جرم یکسان، کمتر بوده و به عنوان سازه اصلی مناسبتر است. همچنین در حالتی که لایه فوم با چگالی کمتر در سمت انفجار قرارداشته باشد، توانایی جذب انرژی پانل افزایش مییابد.

    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری, پانل ساندویچی, هسته فومی مدرج, جذب انرژی, لوله شاک
    Reza Khondabi, Hossein Khodarahmi, Rouhollah Hosseini*, Mojtaba Zia Shamami

    Sandwich panels, due to high strength to weight ratio and energy absorption properties, are widely used in various fields including aerospace, marine and automotive industries. This study has explored the blast resistance of sandwich structures with aluminum face-sheets and variable density polyurethane foam core (graded). In this article, several aluminum sandwich panels with polyurethane foam core having different densities is designed and have been tested. Using a blast shock tube facility, the effects of graded changes of core foam density and foam layers sequence with different densities on transverse deflection of back face-sheet are studied. Also using the compression test results performed on the foam, numerical simulations are performed using Autodyn software. The results show that there is a good agreement between numerical and experimental results with a maximum error of 13%. Experimental and numerical investigations indicate that deformation of back face-sheet of the sandwich panel with graded foam core, when the foam layer with higher density is placed in the blast side, is less than a single layer sandwich panel and equivalent mass. So it is better to use it as the main structure. Also, in case the foam layer with less density is placed in the blast side, the energy absorption of the panel increases and so the use of this panel is suggested as a protective structure.

    Keywords: Explosive loading, Sandwich panel, Graded foam core, Energy absorption, Shock tube
  • مصطفی امینی مزرعه نو*، حسین خدارحمی، امین الله خادمی پور

    امروزه با توجه به تهدیدات تروریستی و خصمانه علیه کشور و نیاز مبرم به در نظر گرفتن اصول پدافند غیرعامل، مطالعه پدیده هایی چون؛ تست مواد منفجره، اثر انفجار بر روی اهداف مختلف، انتشار امواج شاک در اجسام، ارزیابی ایمنی و کیفیت ساخت تجهیزات امن و دیگر موضوعات کاربردی، ضروری می باشد. یکی از این موضوعات، تست انفجار بوده که با داشتن یک اتاقک ایمن می توان نتایج حاصل از تست مواد منفجره را به دست آورد. برای داشتن چنین مکانی، طراحی یک اتاقک مقاوم در برابر بارگذاری های انفجاری، لازم است. برای طراحی اتاقک تست انفجار در برابر انفجار داخلی، به دست آوردن حداکثر فشار شوک ناشی از انفجار وارد بر وجوه سازه لازم می باشد. در این پژوهش، انفجار داخلی در اتاقک تست انفجار با ابعاد 5 × 3 × 3 متر به کمک نرم افزار AUTODYN شبیه سازی شده است. در شبیه سازی، فشار به صورت نقطه ای به دست می آید و برای یک وجه مشخص، فشار وارد بر آن به صورت کلی و متوسط به دست نمی آید. برای حل این مشکل، نمودارهای فشار شوک - زمان گیج های تعبیه شده در یک وجه مشخص، با کمک تابع شکل موقعیت گیج ها به یک نمودار فشار یکنواخت، معادل شده است. سپس این نمودار با روش پیشنهادی ارائه شده، خطی و با نمودار به دست آمده بر اساس آیین نامه UFC 3-340-02 مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که مقادیر حداکثر فشار شوک به دست آمده بر اساس شبیه سازی، نسبت به نتایج آیین نامه UFC 3-340-02 در انفجار داخلی، بزرگتر می باشد. همچنین نمودار فشار یکنواخت معادل به دست آمده بر اساس تابع شکل درست می باشد و می توان از آن برای طراحی اتاقک استفاده نمود.

    کلید واژگان: انفجار داخلی, اتاقک تست انفجار, بارگذاری انفجاری, آیین نامه UFC 3-340-02
    M. Amini*, H. Khodarahmi, A. Khademipoor

    Nowadays, due to the terrorist and hostile threats against the country and the urgent need to consider the principles of passive defense, it is essential to study some phenomena and subjects such as blast testing, blast effects on various targets, shock wave propagation in objects, evaluation of safety and  manufacturing of high quality safe equipment and other applications. One of these issues is the explosion test, the results of which,  can be obtained by having a safe chamber. To have such a place, it is necessary to design an explosive loading resistant chamber. For the design of the explosion test chamber, it is necessary to obtain the maximum shock pressure due to the internal blast on faces of the chamber structure. In this research, an internal blast in a chamber without opening with dimensions of 3 × 3 × 5 m is simulated with the help of AUTODYN software. But in that simulation, the obtained pressure is the pressure as exerted on a point, and the average pressure exerted on a given side of the chamber as a whole is not obtained. To solve this problem, the diagrams of pressure - time of gauges on a specified face of the chamber is made equivalent to a uniform pressure graph, with the help of the shape function of the configuration of gauges. Then, this graph is linearized with the proposed method, and is compared with the obtained graphs based on the UFC 3-340-02 regulation. The results of this study show that the maximum shock pressure obtained on the basis of simulation is larger than the results of the UFC 3-340-02 regulation in the internal blast. Also, the obtained equivalent uniform pressure graph based on the shape function is correct and can be used to design the chamber.

    Keywords: internal blast, chamber of blast test, Blast Loading, UFC3-340-02 regulation
  • مسعود زاهدی نیا، روح الله حسینی*، حسین خدارحمی، مجتبی ضیاء شمامی
    تحقیقات در زمینه تاثیر انفجار بر سازه های هیبریدی و کامپوزیتی در حال گسترش می باشد و سازه های جدید باید بتوانند در برابر بارهای انفجاری و موج ناشی از انفجار مقاوم باشند. در این مقاله با استفاده از ساخت کامپوزیت شیشه/اپوکسی به روش دستی، صفحات چندلایه کامپوزیت-فلز بهینه شده که بهترین مقاومت در برابر بار انفجار را دارند، ساخته شدند و سپس با استفاده از تست های استاندارد کشش برای کامپوزیت ها، خواص مکانیکی بدست آمد. تست انفجار در آزمایشگاه ضربه و انفجار توسط دستگاه شاک تیوب انجام شد. در انتها نتایج حاصل از تست تجربی و شبیه سازی اجزاء محدود مورد مقایسه قرار گرفتند و ملاحظه گردید که تطابق خوبی بین نتایج برقرار می باشد. نتایج آزمایش ها مشخص کرد که این صفحات در بارگذاری کمتر از 10 گرم ماده منفجره C4 (معادل فشار MPa 28) درون شاک تیوب حتی دچار لایه لایه شدن هم نمی شوند و در باگذاری های بالاتر از آن دچار تورق می گردند و در بارگذاری 20 گرم به مرز پارگی می رسند. در تمامی آزمایش ها می-توان دید که صفحه آلومینیوم پشت بدلیل انعکاس موج فشاری که به موج کششی تبدیل می شود از پنل جدا گردیده و دچار تغییر شکل پلاستیک شده است و باعث می شود که کامپوزیت کمتر دچار شکست شود.
    کلید واژگان: چندلایه کامپوزیت-فلز, انفجار, تغییر شکل صفحات, شاک تیوب
    M. Zahedinia, R. Hosseini *, H. Khodarahmi, M. Zia Shamami
    Research in field of explosions effects on hybrid and composite structures is expanding. One of the loads that defense structures needs to withstand and not lose their performance is the explosion wave. In this thesis, using hand layup glass / epoxy composite plate, fiber-metal laminates optimized for the best resistance to explosive load were made. Then, mechanical properties were obtained using standard tensile tests for composites. The explosion test was carried out using a Shock tube machine. Finally, the results of the empirical test were compared with the numerical simulation of these plates by the finite element software. It was found that experimental and numerical results are in good agreement. At the end, the results of the experimental test and finite element simulation were compared and it was observed that a good match between the results was observed. The results of the experiments have shown that these plates do not even in loading less than 10 grams of C4 (equivalent to a pressure of 28 MPa) inside the shuck tube, and they are delaminated and in Loading 20 grams ruptured. In all experiments, it can be seen that the back aluminum plate, due to the reflection of the compressive wave that converts to the tensile wave, is removed from the panel and deforms the plastic And makes the composite less damaged.
    Keywords: Fiber-metal laminates, Explosion, Deformation of Plates, Shock tube
  • رضا خندابی، حسین خدارحمی، روح الله حسینی *، مجتبی ضیاء شمامی
    پانل های ساندویچی معمولا به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، صنایع دریایی و خودروسازی دارند. این مطالعه به بررسی استحکام و کارایی پانل های متشکل از فوم های پلی یورتان با چگالی کم که بین دو پوسته آلومینیومی ساندویچ شده، می پردازد. در این مقاله، با تهیه فوم های پلی یورتان با ضخامت های مختلف و ساخت پانل های ساندویچی از ورق های آلومینیومی و هسته فوم پلی یورتان، با استفاده از دستگاه شاک تیوب انفجاری و انجام تعدادی آزمایش انفجاری هدفمند، اثر ضخامت فوم در مقدار جابجایی سطح پشتی ساختار ساندویچی و میزان جذب انرژی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش فشار انجام شده بر روی فوم، شبیه سازی سازه ساندویچی تحت بار انفجاری به کمک نرم افزار اتوداین انجام شده است. مقایسه نتایج بیانگر این است که بین نتایج تجربی و عددی تطابق خوبی وجود دارد. بررسی های تجربی و مطالعات پارامتریک انجام شده، نشان می دهند که با افزایش ضخامت فوم و ضخامت رویه پشتی ساختار ساندویچی، جابجایی رویه پشتی کاهش یافته و میزان جذب انرژی آن افزایش می یابد.
    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری, پانل ساندویچی, فوم پلی یورتان, جذب انرژی, شاک تیوب
    R. Khondabi, H. Khodarahmi, M. Zia Shamami, R. Hosseini *
    Sandwich panels, due to high strength to weight ratio and energy absorption properties, are widely used in various industries including aerospace industries, marine and automotive industries. This study explored the strength and performance of panels composed of low-density polyurethane foam core sandwiched between two aluminum skins. In this article several aluminum sandwich panels with polyurethane foam core having different thickness were designed and tested using a shock tube facility. Some blast test were performed in order to determine the effects of foam thickness on displacement of back face-sheet and energy absorption of sandwich structures. Also using the compression test results performed on the foam, numerical simulation using Autodyn software were performed. There was a good agreement between experimental investigation and numerical results. Using experimental investigation and parametric studies, it is shown that the amount of displacement of back face-sheet of sandwich structures is decreased and energy absorption is increased as foam and back face-sheet thickness is increased.
    Keywords: Blast loading, Sandwich panel, Polyurethane foam, Energy absorption, Shock tube
  • محمد کوزه گران، حسین خدارحمی*، علی افشاری، رضا کسایی
    بهبود عملکرد و افزایش نفوذ پرتابه های شکل یافته انفجاری یکی از موضوعات قابل توجه و جذاب در حوزه تحقیقات دفاعی می باشد. راهکارهای متنوعی برای این منظور وجود دارد که شامل طرح های جدید در حوزه خرج، آستر، پوسته، زنجیره آتش و غیره می شود. در این مقاله تاثیر زنجیره آغازش چندگانه بر روی شکل گیری و نفوذ پرتابه های شکل یافته انفجاری به روش اجزا محدود و به کمک کد ال اس داینا مورد بررسی قرارگرفته است. به علاوه، با ساخت نمونه های شبیه سازی شده و انجام تست های تجربی میزان عمق نفوذ و قطر حفره حاصل از برخورد پرتابه شکل یافته در صفحه هدف فولادی اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی با یافته های تجربی مقایسه گردیده که تطابق خوبی را نشان می دهد. همچنین اندازه گیری ها نشان می دهد که آغازش چندگانه باعث افزایش 40 درصدی مقدار نفوذ نسبت به آغازش تکی می گردد، که نتیجه بسیار مهمی در افزایش کارایی این نوع سرجنگی می باشد.
    کلید واژگان: سرجنگی, EFP, آغازش چندگانه, ال اس داینا کد, زنجیره آتش
    M. Kozehgaran, H. Khodarahmi*, V. Afshari, R. Kasaee
    Performance improvement and increasing of penetration of Explosively Formed Penetrators (EFP) is one of the most considerable issues in the field of defense researches. There are various solutions to achieve this purpose, including innovative designs in the field of charge, linear, skin, explosive train, etc. In this paper, the effect of multi-point initiation on the formation and penetration of EFPs is investigated using by finite element method and Ls-dyna code. Furthermore, the simulated model was developed and exprimental tests were performed to measure the penetration depth and hole diameter caused by the impact of EFP to the target of steel plate. Comparison of simulations and experimental results shows good agreement. Also measurements shows the 40% increase of penetration depth in case of multi-point initiation in comparison with single initiation, which can be good result in performance improvement of EFP warhead.
    Keywords: Warhead, EFP, Multi-Point Initiation, LS-Dyna Code, Explosive Train
  • بهروز عرب، سید عباس وزیری، حسین خدارحمی
    نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی مطلوب، مورد توجه ویژه مراکز پژوهشی و صنعتی قرار گرفته و مطالعات گسترده ای در رابطه با توسعه این مواد و بهبود خواص آن ها صورت گرفته است. بسیاری از این تحقیقات به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی خواص این نانوکامپوزیت ها پرداخته اند. در این میان، استفاده از روش های تجربی با محدودیت هایی نظیر مشکلات ساخت و هزینه های فراوان مواجه بوده و به همین دلیل شاهد گسترش روز افزون استفاده از روش های شبیه سازی مقیاس مولکولی در مطالعه خواص و رفتار این مواد هستیم. در این تحقیق، از روش دینامیک مولکولی و میدان نیروی پی سی اف اف برای محاسبه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی تک جداره استفاده شده است. برای این منظور، پلیمر اپوکسی به دلیل کاربرد گسترده در زمینه های مختلف و بهره مندی از خواص مکانیکی مناسب به عنوان زمینه در نظر گرفته شد. از آنجایی که اپوکسی از پلیمرهای دو جزئی و گرماسخت محسوب می شود، یک روش پلیمریزاسیون چهار مرحله ای به کمک دینامیک مولکولی برای ایجاد اتصالات عرضی بین مونومرها به کار گرفته شد. در مرحله بعدی، پلیمر اپوکسی و نانولوله های کربنی برای مدل سازی نانوکامپوزیت های پلیمری با کسرهای وزنی 1 تا 5 درصد مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت ضرایب الاستیک نانوکامپوزت شامل مدول یانگ و مدول برشی به روش کرنش- ثابت محاسبه شد. نتایج شبیه سازی های دینامیک مولکولی حاکی از بهبود خواص مکانیکی پلیمر اپوکسی در اثر اضافه نمودن نانولوله های کربنی می باشد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت زمینه پلیمری, نانولوله کربنی, دینامیک مولکولی, خواص مکانیکی
    Behrooz Arab, Abbas Vaziri, Hossein Khodarahmi
    Carbon nanotube-reinforced polymer nanocomposites have attracted great attention from research centers, due to their enhanced mechanical properties, and many studies have been performed for development of such materials. Many experimental and theoretical studies have investigated the effect of different parameters on the properties of these materials. However, there are some limitations associated with experimental methods, such as fabrication problems and high levels of costs. Hence, molecular simulations are growingly applied for study of properties and behavior of polymer/CNT nanocomposites. In this study, the molecular dynamics method was used to calculate the mechanical properties of CNT-reinforced epoxy nanocomposites. Since epoxy is a two-component thermoset polymer, the molecular dynamics method was utilized to create cross links between the monomers. Thereafter, cross-linked epoxy polymer and carbon nanotubes were used to construct the nanocomposite with containing 1-5 wt.% of CNTs. Finally, elastic constants of nanocomposite including Young’s and shear moduli were calculated using the constant-strain method. The results of simulations revealed that the mechanical properties of CNT-reinforced epoxy polymer were improved in comparison to those of pure polymer.
    Keywords: Polymer nanocomposite, Carbon nanotube, Molecular dynamics, Mechanical properties
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال