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:

هاشم بابایی

  • سید محمود فرمانی، مجید علی طاولی، هاشم بابایی*، مجتبی حقگو

    در این تحقیق، تغییر شکل ساندویچ پانل های فلزی دایروی با هسته لوله عمودی تحت بار انفجار به صورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. رابطه توازن انرژی در اجزاء مختلف سازه دیده شده است. لوله های هسته با چیدمان متقاطع و به صورت عمودی با ارتفاع یکسان بین ورق های فوقانی و تحتانی سازه ساندویچی تعبیه شده اند. میزان انرژی جذب شده توسط هسته ها بر حسب موقعیت قرارگیری در سازه، تعداد، و قطرشان تعیین شده است. گروه بندی آزمایش ها برای انجام این تحقیق بر حسب ضخامت ورق 2/1 و 2 میلیمتر و با هسته های آلومینیومی  به قطرهای 12 و 16 میلیمتر صورت گرفته است. شبیه سازی عددی به صورت انفجار آزاد و با تعریف تابع فشار به روش کانوپ در نرم افزار آباکوس انجام شده است. به منظور صحت سنجی نتایج عددی، آزمایش تجربی با ساخت سازه ساندویچی انجام شده است. در هر دو روش، حداکثر جابجایی عرضی سازه در مرکز آن و جابجایی بر حسب فاصله از مرکز سازه، در محل های قرارگیری هسته ها اندازه گیری شده است. افزایش تعداد لوله های هسته سازه، حداکثر خیز در رویه فوقانی را کاهش داد و جابجایی عرضی ورق تحتانی را کمتر کرد. سازه هایی با تعداد هسته و ضخامت ورق کمتر، جذب انرژی بیشتری از خود نشان دادند. میانگین اختلاف بین نتایج روش های عددی و تجربی تقریبا 11 درصد بود.

    کلید واژگان: ورق ساندویچ دایروی, هسته لوله ای عمودی, انفجار آزاد, تغییرشکل بزرگ, توازن انرژی
    Seyed Mahmood Farmani, Majid Alitavoli, Hashem Babaei*, Mojtaba Haghgoo

    In this research, the deformation of circular metal sandwich panels with vertical tube cores under blast load has been investigated numerically and experimentally. The relationship of energy balance in different components of the structure has been considered. The core tubes are installed in a cross arrangement and vertically with the same height between the upper and lower sheets of the sandwich structure. The amount of energy absorbed by the cores is determined according to their location in the structure and the effect of their number and diameter. The grouping of the desired tests for this research has been done according to the thickness of the sheet 1.2 and 2 mm and with aluminum cores with diameters of 12 and 16 (mm). Numerical simulation has been done in the form of free explosion and by defining the pressure function using the Conwep method in Abaqus software. To validate the numerical results, experimental tests have been carried out with the construction of sandwich structure. In both methods, the maximum lateral displacement of the structure at its center and the displacement in terms of distance from the center of the structure, at cores location have been measured. Increased number of tubes in the core of the structure decreased the maximum rise in the upper layer and decreased the transverse displacement of the lower sheet. Structures with fewer cores and less sheet thickness showed more energy absorption. The average difference between the results of numerical and experimental methods was approximately 11%.

    Keywords: circular sandwich plate, vertical tubular core, free explosion, Large deformation, Energy balance
  • مجتبی حقگو، هاشم بابایی، توحید میرزابابای مستوفی

    یک مطالعه عددی پیشرفته حاوی تعامل سیال و جامد بر اساس روش مرز غوطه ور برای بررسی تاثیر فشار پیش انفجار و بازه زمانی تغییرشکل پلاستیک ورق های مثلثی نازک تحت انفجار گازی انجام می شود. سایر اهداف شبیه سازی عددی مانند محاسبه تغییرشکل و کانتور تنش ماده در نرخ کرنش زیاد بر اساس مدل مادی جانسون-کوک وابسته به نرخ کرنش به دست می آیند. شبیه سازی بر اساس مدل سازی انفجار با سینتیک واکنش شیمیایی و بهره بردن از حلگر CESE برای گسترش انفجار انجام می شود. روش مرز غوطه ور برای شبیه سازی حرکت سطح میانی بین گاز منفجرشده و ورق تغییرشکل یافته از محاسبه پخش شدگی فشار سیال بر سطح ورق استفاده می کند. ابزار عددی با بهره بردن از معادلات اویلری واکنش چند جزیی و معادله لاگرانژی ورق، پخش شدگی فشار و پارامترهای انفجار گازی را به تغییرشکل ماکروسکوپیک ورق مرتبط می کند. روش عددی به عنوان یک ابزار مناسب در محاسبه پروفیل تغییرشکل ورق مثلثی مبین کاهش تغییرشکل با اندازه کوچک تر سطح بدون پوشش ورق است.

    کلید واژگان: ورق مثلثی, انفجار گازی, شبیه سازی عددی, روش مرز غوطه ور
    Mojtaba Haghgoo, Hashem Babaei, Tohid Mirzababaie Mostofi

    An elaborate numerical study with a validated LS-DYNA® immersed boundary method fluid-solid interaction code is used to characterize the influence of pre-detonation pressure and time duration on plastic deformation of thin steel triangular plates subjected to gaseous detonation. Other objectives of this numerical simulation such as estimation of deflection and stress contour of material at high strain rate are derived based on a strain-rate dependent Johnson-Cook material model. Simulation relies on the modeling of detonation by chemical reaction kinetic and its propagation by Conservative Element Solution Element (CESE) solver. Immersed boundary method is used to simulate the interface motion between the detonating gas and the deforming plate to facilitate the assessment of fluid pressure distribution on the plate surface. The numerical tool relates the pressure distribution and gaseous detonation parameters to the plate macroscopic deformation by employing multi-species reactive Euler’s equations for the gas and Lagrangian equation for plate. Numerical method as an appropriate tool in the evaluation of the deflection profile of the triangular plate shows that deflection decreases by the smaller size of the exposed area of the plate.

    Keywords: Triangular plate, Gaseous detonation, Numerical simulations, Immersed boundary method
  • زهرا باقری، مهسا سادات میر علینقی، مجتبی حقگو، مجید علی طاولی، هاشم بابایی*

    در این پژوهش، مکانیزم تغییر شکل پلاستیک و شکست ساختارهای ساندویچی با رویه های آلومینیومی و هسته ذرات لاستیک ضایعاتی تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین مورد بررسی قرار گرفته است. از سیستم سامانه سقوط وزنه برای اعمال بار ضربه ای به نمونه در 7 سطح انرژی مختلف 3/34، 6/68، 9/102، 2/137، 6/154، 5/171، 8/205 ژول استفاده شد. برای دستیابی به سطوح انرژی مذکور، جرم ضربه زننده ثابت و برابر با 5/3 کیلوگرم در نظر گرفته شد و ارتفاع ضربه زننده از نمونه از 1 تا 5/6 متر تغییر کرد. 10 نمونه آزمایشی در دو نوع لایه بندی، با و بدون هسته ذرات لاستیکی در نظر گرفته شد. در این سری از آزمایش ها، 1 میلی متر ضخامت ثابت رویه آلومینیومی و 16 و 32 میلی متر برای هسته ذرات لاستیک ضایعاتی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی ساختار ساندویچی با هسته 16 میلی متری، ناحیه کوچک تر تغییر شکل دایمی در حدود 37 و 18 درصد را به ترتیب برای ارتفاع سقوط 2 و 3 متر به علت فضای متخلخل کم تر میان دو رویه آلومینیومی نشان داد. همچنین، در قیاس با ساختار ساندویچی بدون هسته، استفاده از هسته ذرات لاستیک ضایعاتی با جرم کم در سطوح انرژی کم موجب افزایش 19 درصدی قطر سوراخ ورق جلویی شد.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, سامانه سقوط وزنه, مطالعه آزمایشگاهی, ورق های ساندویچی, ذرات لاستیک ضایعاتی
    Zahra Bagheri, Mahsasadat Miralinaghi, Mojtaba Haghgoo, Majid Alitavoli, Hashem Babaei *

    In this research, the plastic deformation and failure mechanism of sandwich structures with aluminum face-sheets and waste rubber particles core under low-velocity impact loading have been investigated. The drop hammer testing machine was used to apply the impact load to the sample at seven different energy levels 34.3, 68.6, 102.9, 137.2, 154.3, 171.5, and 205.8 J. To achieve the mentioned energy levels, the weight of the hammer was considered constant and equal to 3.5 kg and the standoff distance of the hammer was changed from 1 to 6.5 m. 10 test samples were considered in two types of layering with and without the core of rubber particles. In this series of experiments, the thickness of aluminum face-sheets was constant at 1 mm and two different thicknesses of 16 and 32 mm were considered for the core. Experimental results showed that, the sandwich panel with 16 mm had a 37 and 18 % smaller deformed area for fall heights of 2 and 3 meters, respectively, due to the less porous space between two aluminum face-sheets. Also, compared to the coreless sandwich structure, the use of a low-mass waste rubber particle cores at low energy levels increased the front sheet perforation diameter by 19 %.

    Keywords: impact loading, Drop hammer testing machine, Experimental Study, Sandwich sheets, Waste rubber particle
  • مجتبی حقگو، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی
    فهم برخی از ویژگی های تاثیرگذار انفجار گازی در یک محیط محدودشده بر تغییرشکل ورق برای هدف های تولید ارزشمند است. در این مطالعه، جابجایی مرکز جرم ورق های مثلثی فولادی نازک تحت انفجار مخلوط استیلن و اکسیژن به صورت تیوری بررسی شده است. مدل سازی تجربی برای یافتن رابطه بین پارامترهای موثر در فرآیند شکل دهی انفجار گازی همانند خواص مکانیکی ورق، ضربه و بار اعمالی، هندسه ورق و اثرات نرخ کرنش و جابجایی مرکز جرم ورق مثلثی ارایه شده است. بعضی از پارامترهای مهم شامل ضخامت ورق، استحکام تسلیم، اندازه های مختلف گیره های مثلثی برای نشان دادن اثر سطح پوشش داده نشده بر جابجایی مرکز جرم مطالعه شده اند. نتایج به دست آمده از آنالیز تحلیل ابعادی ضمن نشان دادن یک تطابق قابل قبول در مقایسه با داده های تجربی بر کاهش جابجایی مرکز جرم ورق مثلثی با به کارگیری ورق ضخیم تر دلالت دارد. آنالیز تحلیل ابعادی به عنوان یک ابزار سودمند در محاسبه جابجایی مرکز جرم مبین کاهش جابجایی نقطه مرکز با کاهش سطح بدون پوشش ورق است.
    کلید واژگان: مدل سازی تجربی, ورق مثلثی, انفجار داخلی, تحلیل ابعادی
    Mojtaba Haghgoo, Hashem Babaei *, Tohid Mirzababaie Mostofi
    The understanding some characteristics of the influence of an interior gaseous detonation within a confined space on plate deformation is valuable for production purposes. In this study, the center of mass displacement of thin steel triangular plates subjected to acetylene and oxygen mixture detonation loading is investigated theoretically. Empirical modeling is presented to find the relationships between effective parameters in the gas detonation forming process such as mechanical properties of plate, impulse of applied load, plate geometry and strain-rate sensitivity effect and center of mass displacement of the triangular plate. Some important parameters, including plate thickness and yield strength, different triangular clamp sizes were studied to show the exposed area effect on the center of mass displacement. The results from non-dimensional analysis demonstrated a good agreement compared with experimental data and showed that the center of mass displacement decreases greatly with involving thicker plate. Non-dimensional analysis as a profitable tool in the evaluation of the center of mass displacement demonstrates that midpoint deflection was decreased by the smaller size of the exposed area of the plate.
    Keywords: Empirical modeling, Triangular plate, Internal detonation, dimensional analysis
  • مجتبی حقگو، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی
    پاسخ ورق فولادی نازک با بارگذاری انفجاری مخلوط گازها توسط روش تحلیلی برای یافتن جابجایی مرکز ورق گیردارشده در قاب های مثلثی بررسی می شود. پروفایل های تغییر شکل ورق ها با ضخامت های مختلف گیردارشده بر قاب مثلثی تحت فشارهای پیش انفجار مختلف بررسی می شود که نشان دهنده ی تغییر شکل پلاستیک بزرگ با بیشترین تغییر شکل در مرکز جرم مثلث است. با اقتباس روش انرژی که پیش تر برای ورق های دایره ای بسط داده شده بود و استفاده از شرایط جدید مسیله، محدوده های جابجایی مرکز جرم ورق مثلثی به دست می آیند. همچنین، برخی پارامترهای مهم، شامل ضخامت ورق و استحکام تسلیم برای نشان دادن تاثیر ناحیه بدون پوشش بر پروفایل تغییر شکل مطالعه می شوند. نتایج مطالعات تحلیلی نشان از یک تطابق قابل قبول در مقایسه با آزمایش ها دارد و نشان دهنده ی کاهش یافتن جابجایی مرکز جرم با افزایش ضخامت ورق و در نظرگیری نرخ کرنش است. روش انرژی به عنوان یک ابزرا سودمند مبین کاهش جابجایی مرکز با سایز کوچک تر سطح بدون پوشش ورق است.
    کلید واژگان: ورق مثلثی, انفجار گازی, مدل سازی تحلیلی, روش انرژی
    Mojtaba Haghgoo, Hashem Babaei *, Tohid Mirzababaie Mostofi
    The response of thin steel plates subjected to gaseous mixture detonation loading is investigated analytically to determine the possible permanent deformation of center of steel plates clamped in triangular clamping frames. Deformation profiles of plates with different thicknesses under various pre-detonation pressures are investigated which shows large plastic deformations with the maximum deformation happening at the center of mass of the triangular plate. By adopting an energy method approach developed earlier for circular plates, and incorporating a newly developed condition, upper bounds are obtained for the center of mass deformation of the triangular plate. Besides, some important parameters, including plate thickness and yield strength were studied to show the exposed area effect on the deformation profile. The results from analytical studies demonstrate a good agreement compared with experiments and show that the center of mass displacement decreases greatly with involving thicker plate and strain rate influence. Energy method as a useful tool reveals that that midpoint deflection was decreased by the smaller size of the exposed area of the plate.
    Keywords: Triangular plate, Gaseous detonation, Analytical modeling, Energy method
  • منصور به تاج، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی
    در این پژوهش، به بررسی تغییر شکل بزرگ پلاستیک ورق های مستطیلی فولادی تحت بارگذاری انفجاری مکرر پرداخته شده است. در این راستا، آزمایش های روی سه ساختار مختلف تقویت نشده، تقویت شده با یک و دو خط جوش انجام شده است. جهت بررسی مودهای تغییر شکل و مکانیسم شکست نمونه های آزمایشی، بار دینامیکی در محدوده ای گسترده با استفاده از جرم خرج های 25، 35، 45 و 50 گرم تا 3 مرتبه اعمال شد. مشاهدات تجربی بیان می کند که با افزایش جرم خرج، مودهای تغییر شکل اول (a) و اول (b) در جرم خرج بالاتر و در تکرار بارگذاری در شماره بالاتر مشاهده می شود. در ورق تقویت نشده در بارگذاری سوم با جرم خرج 25 گرم، حالت اول (a) شکست مشاهده می شود؛ اما این مود شکست در نمونه تقویت شده با یک و دو خط جوش به ترتیب در تکرار سوم در جرم خرج 35 گرم و 45 گرم مشاهده می شود. این موضوع نشان دهنده تاثیر خط جوش بر تغییرات مود شکست است. علاوه بر این، در بخش مدل سازی عددی، از شبکه عصبی برای ارایه یک مدل ریاضی بر مبنای اعداد بی بعد جهت پیش بینی بیشترین خیز دایمی نمونه های آزمایشی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که توافق خوبی بین مدل ارایه شده با مقادیر تجربی برقرار است به طوری که هر دو ساختار در محدوده خطای کمتر از 10% قرار گرفتند.
    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری, بارگذاری مکرر, ورق تقویت شده, خط جوش, مدل سازی
    Mansoor Behtaj, Hashem Babaei *, Tohid Mirzababaie Mostofi
    In the present study, the dynamic response of rectangular steel plates under repeated impulsive loading was investigated. In this regard, experiments were performed on three different structures: unstiffened, stiffened with one and two welding lines. To investigate the deformation modes and the failure mechanism of the experimental specimens, dynamic loads in a wide range were applied up to 3 loads by 25, 35, 45, and 50 g charge masses. Experimental observations demonstrate that with increasing charge mass, the Mode Ia and Mode Ib are observed in a higher charge mass and loading repetitions in a higher number. For the unstiffened plate, at the 3rd load with a mass of 25g, a change Mode Ia is observed, however, the same deformation mode occurs for the stiffened plate with a single and two weld lines at the 3rd blast load by 35g and 45 g charge mass, respectively. These observations indicate the effect of the weld line and its numbers on the variation of failure modes. 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 tested specimens. Good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and all data points are within the ±10% error range for every two patterns.
    Keywords: Blast Loading, Repeated loading, Stiffened plate, Welding line, Modelling
  • 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
  • منصور به تاج، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی

    در پژوهش حاضر، به بررسی تجربی پاسخ دینامیکی و تغییر شکل بزرگ پلاستیک ورق های مستطیلی فولادی تحت بارگذاری انفجاری مکرر با سامانه آونگ بالستیک پرداخته شده است. در این راستا، آزمایش های روی سه ساختار مختلف جوش نشده، جوش شده با یک خط جوش و جوش شده با دو خط جوش انجام شده است. جهت بررسی مودهای تغییر شکل و مکانیسم شکست نمونه های آزمایشی، بار دینامیکی در محدوده ای گسترده با استفاده از جرم خرج های 25، 35، 45 و 50 گرم از نوع PE4 یا C4 اعمال شد. همچنین، جهت بررسی رفتار سازه تحت بارگذاری مکرر، آزمایش ها تا 3 مرتبه بارگذاری ادامه پیدا کرد. مشاهدات تجربی بیان می کند که با افزایش جرم خرج، مودهای تغییر شکل غیر الاستیک بزرگ همراه با نازک شدگی و همچنین پارگی نمونه در جرم خرج های بالاتر و در تکرار بارگذاری در شماره های بالاتر مشاهده می شود. در ورق تقویت نشده در بارگذاری سوم با جرم خرج 25 گرم، تغییر مود تغییر شکل (تغییر شکل غیر الاستیک بزرگ همراه با گلویی شدن جزیی) مشاهده می شود؛ اما در نمونه تقویت شده با یک خط در تکرار سوم در جرم خرج 35 گرم همان مود تغییر شکل اتفاق می افتد. در نمونه تقویت شده با دو خط جوش نیز همان مود شکست در تکرار سوم 45 گرم مشاهده می شود. این موضوع نشان دهنده تاثیر خط جوش و تعداد آن ها بر تغییرات مود تغییر شکل و مکانسیم شکست است. نتیجه به دست آمده یکی از اهداف اصلی مقاله حاضر بوده که نشان دهد بهره گیری از خط جوش و چینش آن چگونه روی مود تغییر شکل و مکانیسم شکست ورق فولادی اثر می گذارد.

    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری مکرر, ورق فولادی جوش شده, بررسی تجربی, مود تغییر شکل, مکانیسم شکست
    Mansour Behtaj, Hashem Babaei*, Tohid Mirzababaie Mostofi

    In this paper, the dynamic response of steel plates under repeated blast loading using a ballistic pendulum system were investigated. In this regard, experiments were performed on three different configurations: unwelded, welded with single and double welding lines. To apply the dynamic load in a wide range, the plastic explosive charge (C4) in different masses of 25, 35, 45, and 50 g were used. Besides, to investigate the behavior of the structure under repeated loading, experiments were tested on up to 3 loads. Experimental observations demonstrate that with increasing charge mass, the large inelastic deformation with necking and tensile tearing around of the boundary were observed in higher charge masses and loading repetitions in higher numbers. For the unwelded plate, at the 3rd load with a charge mass of 25g, a change in the failure mode was observed (large inelastic deformation with necking around part of the boundary), however, for the welded plate with a single weld line, the same deformation mode occurred at the 3rd blast load by the charge mass of 35g. For the welded plate with two weld lines, the same failure mode was observed at the 3rd blast load by the charge mass of 45g. These observations indicate the effect of the weld line and its numbers on the variation of failure modes. The obtained result is one of the main objectives of the present study to show how using welding lines and their arrangements affect the deformation mode and the failure mechanism of steel plates.

    Keywords: Repeated blast loading, Welded steel plate, Experimental study, deformation mode, failure mechanism
  • توحید میرزابابای مستوفی*، وحید شریفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی
    گلر دسته ای از کامپوزیت های الیاف-فلز است که در آن از ورق های با جنس آلیاژ آلومینیوم، همراه با لمینیت های کامپوزیتی با تقویت کننده هایی از جنس شیشه مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، ورق هایی از نوع گلر، تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین مکرر با انرژی 150 ژول، قرار گرفتند. کار های تجربی توسط دستگاه سقوط وزنه، انجام شد. برای ساخت نمونه ها، از ورق های آلومینیوم 2024-T3 با ضخامت 1 میلی متر به عنوان صفحات رویی و همچنین هسته از جنس کامپوزیت شیشه- اپوکسی استفاده شد. لمینیت شیشه-اپوکسی مورد استفاده نیز، متشکل از پنج لایه الیاف شیشه تک جهته نوع E در رزین اپوکسی بود. علاوه بر این، نانوذرات سیلیکا با خلوص %9/99 به ماده زمینه اضافه شد. به منظور بررسی تاثیر اضافه کردن این نانوذرات بر رفتار کامپوزیت های الیاف-فلز، تحت ضربه سرعت پایین مکرر، در نمونه های ساخته شده، نانوذرات سیلیکا با درصد وزنی 0 تا % 4 به ماتریس اضافه شدند. نتایج آزمایش ها نشان داد که از نظر مقاومت به ضربه، نمونه دارای % 1 نانوذرات، عملکرد بهتری از خود نشان داد، به طوری که پس از پنج مرتبه اعمال بار، آسیب جدی در آن ایجاد نشد؛ اما در نمونه های دارای % 3 و % 4 نانوذره، در مرحله دوم اعمال بار، سوراخ شدگی در اتفاق افتاد.
    کلید واژگان: آزمایش تجربی, گلر, نانوذرات سیلیکا, ضربه مکرر, سامانه سقوط وزنه
    T. Mirzababaie Mostofi *, V. Sharifi, M. Sayah Badkhor, H. Babaei
    GLARE is a kind of fiber-metal composites in which aluminum alloy sheets are used, along with composite laminates with glass reinforcements. In this paper, Glare FMLs were subjected to repeated low-velocity impact loading with an energy of 150 J. Repeated low-velocity impacts were applied using a drop-weight testing machine. To fabricate testing specimens, 2024-T3 aluminum alloy plates with a thickness of 1 mm as the face-sheets as well as the core made of the glass-epoxy composite were used. The epoxy glass laminate used also consisted of five layers of E-type single-sided glass fibers in the epoxy resin. Besides, 99.9% purity silica nanoparticles were added to the base material. To investigate the effect of adding nanoparticles on the behavior of FMLs under repeated low-velocity impacts, silica nanoparticles with a weight percentage of 0 to 4% were added to the matrix of the fabricated samples. The experimental results showed that the sample with 1% nanoparticles had better performance in terms of impact resistance so that after five loads, it was not seriously damaged; however, the perforation phenomenon occurred for samples with 3% and 4% nanoparticles in the second impact load.
    Keywords: Experimental Study, GLARE, Silica nanoparticles, Repeated impact, Drop-hammer machine
  • مجتبی حقگو، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی

    شبیه سازی عددی تعامل سیال و سازه برای شکل دهی ورق با استفاده از انفجار مخلوط گاز های اکسیژن و هیدروژن با به کارگیری روش مرز غوطه ور المان بقا المان حل در نرم افزار ال اس داینا در این مقاله ارایه شده است. مکانیزم انفجار شامل 7 نمونه و 16 واکنش است. مکانیزم واکنش شیمیایی، گسترش موج انفجاری حلگر اویلری و پاسخ پلاستیک دینامیکی ورق های فولادی نرم حلگر لاگرانژی به طور مفصل بحث شده اند. مدل ساختاری جانسون-کوک با معیار تسلیم برای نشان دادن پاسخ دینامیکی و شرایط تسلیم نمونه با در نظرگیری رفتار غیرخطی و حساسیت به نرخ کرنش ماده به کار رفته اند. مدل عددی دوبعدی با مقایسه نتایج شبیه سازی عددی با داده های آزمایشگاهی برای کرنش ضخامتی اعتبارسنجی شده است. تاریخچه فشار-زمان، تنش فون میسز و الگوی تغییر شکل ورق شبیه سازی شده هم بررسی شده اند. هم چنین، یک سری شبیه سازی عددی برای بررسی تاثیر مقدار فشار انفجار داخلی بر ورق با در نظرگیری ظرفیت های طولی، فشار های پیش از انفجار و مکان های نقطه ی جرقه زنی مختلف استوانه احتراقی انجام شده است. نتایج نشان دهنده ی تاثیر افزایش فشار پیش از انفجار بر مقدار بیشینه فشار انفجار و کاهش زمان کلی انفجاراند. به علاوه، استوانه احتراقی با ظرفیت طولی بیشتر، در مورد تغییر شکل ورق توانمندتر است.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, واکنش شیمیایی, تعامل سیال جامد, روش مرز غوطه ور, انفجار گازی
    Mojtaba Haghgoo, Hashem Babaei*, Tohid Mirzababaie Mostofi

    Numerical simulation of Eulerian fluid Lagrangian solid interaction incorporating H2-O2 mixture gas detonation plate forming by employing conservative element and solution element immersed boundary method in LS-DYNA software is proposed in this paper. The detonation mechanism includes 7 species and 16 reactions. The chemical reaction mechanism and detonation wave propagation of Eulerian solver and dynamic plastic response of mild steel thin plate of Lagrangian solver are discussed thoroughly. The Johnson-Cook phenomenological material model with failure criterion is used to provide accurate predictions of dynamic response and failure state of detonation loaded steel plates taking into account material strain-rate sensitivity and non-linearities. The 2D numerical model is validated by comparing the simulation results with experimental data for thickness strain. The simulated pressure-time history of combustion cylinder, von Mises stress and deflection pattern of plate are also represented. Furthermore, a series of numerical simulation was carried out to determine the effect of the magnitude of internal detonation pressure on plate, taking into account different combustion cylinder longitudinal capacities, pre-detonation pressures and ignition point locations. Results show that an increase of pre-detonation pressure is conducive to increase the value of maximum detonation pressure while decreasing the combustion duration. Moreover, combustion cylinder with higher longitudinal capacity is more powerful to deform the plate.

    Keywords: Numerical simulation, Chemical reaction, Fluid-solid interaction, Immersed boundary method, Gaseous detonation
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*
    در این مقاله به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پارامترهای موثر در فرآیند شکل دهی آزاد و با قالب ورق های فلزی دایره ای با انفجار مخلوط گازها پرداخته شده است. در بخش تجربی از ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در ضخامت های مختلف استفاده شده است. به منظور ارزیابی بهتر نتایج تجربی، از شرط چگالی سطحی برابر برای مقایسه نتایج ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در شرایط بارگذاری یکسان استفاده شده است. در بخش تحلیل رگرسیونی از نرم افزار طراحی آزمایش و روش سطح پاسخ استفاده شده است. اثر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش های تجربی که عبارت اند از فشار گاز اکسیژن، فشار گاز استیلن، ضخامت ورق و زاویه راس قالب روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شدند. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در بررسی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از قالب با زاویه راس 60 درجه باعث می شود که خیز دایمی ورق کاهش یابد. از طرفی استفاده از ورق های آلومینیومی و برنجی در شکل دهی با قالب موجب کاهش بیشتر خیز دایمی نسبت به شکل دهی آزادشده است. نتایج به دست آمده در بخش تحلیل رگرسیونی حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل ارایه شده مناسب است. شرایط بهینه برای کم ترین تغییر شکل ورق های تک لای دایره ای تحت بارگذاری انفجاری نیز ارایه شد. فشار گاز اکسیژن و زاویه راس قالب بیشترین و کمترین تاثیر را روی ورق های فلزی دایره ای دارند.
    کلید واژگان: آزمایش تجربی, تحلیل رگرسیونی, تغییر شکل ورق, روش سطح پاسخ, بارگذاری دینامیکی
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei *
    In this paper, experimental and regression analysis of the effective parameters in the free and die forming of circular metallic plates using gas mixture detonation were investigated. In the experimental section, steel, aluminum, and brass plates in different thicknesses were used. To better evaluate the experimental results, the condition of the same areal density was used to compare the results of steel, aluminum, and brass plates under the same loading conditions. In the regression analysis section, the Design-Expert software package and response surface methodology were used. The effect of parameters measured in experimental tests including the pressure of Oxygen, the pressure of Acetylene, plate thickness and die apex angle on the deflection of circular plates were investigated simultaneously. To find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. Experimental results showed that using a die with an apex angle of 60° leads to the decrease of the maximum permanent deflection. On the other hand, using aluminum and brass plates in the die forming resulted in a more reduction of permanent deflection in comparison with free forming. The results of the regression analysis show that the predicted values of the model are in good agreement with the experimental data and the presented model is suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under explosive loading were also presented. The pressure of Oxygen and the die apex angle has the highest effect and the least effect on the forming of circular metallic plates.
    Keywords: Experimental Test, Regression Analysis, Plate deformation, Response Surface Methodology, Dynamic loading
  • 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
  • توحید میرزابابای مستوفی، محمد رضاصفت، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*

    این مقاله به مطالعه تجربی، شبیه سازی عددی و مدل سازی ریاضی پاسخ دینامیکی ساختارهای دایره ای تک لایه و دولایه تحت بارگذاری دفعی موضعی می پردازد. در بخش تجربی، شش آزمایش روی پیکربندی های دولایه ساخته شده از ورق های مس-آلومینیوم (2 میلی متر + 2 میلی متر) در شرایط بارگذاری مختلف انجام شد. از نرم افزار تجاری آباکوس و یک زیر برنامه فرترن تعریف شده توسط کاربر برای تهیه مدل عددی استفاده شد. قانون ساختاری ویسکوپلاستیسیته جانسون-کوک و همچنین مدل آسیب آن در مدل عددی مورداستفاده قرار گرفت. مدل های عددی با استفاده از آزمایش های انجام شده در این مطالعه و داده های موجود در ادبیات تحقیق، صحت سنجی شد. نشان داده شد که مدل های عددی به خوبی مکانیسم های تغییر شکل ورق در طول فرآیند بارگذاری را ایجاد می کنند. علاوه بر این، یک مطالعه دقیق پارامتری روی ساختارهای فلزی دولایه ساخته شده از پنج لایه بندی مختلف ازجمله ساختارهای آلومینیوم-آلومینیوم، فولاد-فولاد، فولاد-آلومینیوم، مس-آلومینیوم و مس-فولاد انجام شد. دو شعاع مختلف برای ورق و چهار قطر مختلف برای خرج انفجاری در نظر گرفته شد. پس از انجام مطالعه پارامتریک، یک مدل تجربی مبتنی بر اعداد بدون بعد جدید برای پیش بینی حداکثر انحراف عرضی ساختارهای دولایه ارایه شد. توافق کلی بسیار خوبی بین نتایج شبیه سازی عددی و پیش بینی های تجربی به دست آمد.

    کلید واژگان: مطالعه آزمایشگاهی, تغییر شکل پلاستیک, بارگذاری دفعی, بار غیریکنواخت, شبیه سازی عددی
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mohammad Rezasefat, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei *

    This paper dealing with an experimental study, numerical simulation, and mathematical modeling of the dynamic response of single-layered and double-layered circular plates under localized impulsive loading. In the experimental section, six experiments were conducted on double-layered configurations made of copper-aluminum plates (2mm+2mm) under different loading conditions. ABAQUS commercial software via a user-defined FORTRAN subroutine was used to develop a numerical model. The Johnson-Cook thermo-viscoplastic constitutive law, as well as the Johnson-Cook damage model, was used in the model. The numerical simulations were verified using the conducted experiments in this study and those in the literature. It has been shown that simulations correctly reproduce the deformation mechanisms of structures during the loading process. Furthermore, a rigorous parametric study was conducted on double-layered metallic plates made of five different layering configurations including aluminum-aluminum, steel-steel, steel-aluminum, copper-aluminum, and copper-steel plates. Two and four different plate radiuses and charge diameters were considered. After conducting the parametric study, an empirical model based on new dimensionless numbers was developed to predict the maximum transverse deflection of plates. Very good overall agreement was obtained between the results of numerical simulations and empirical predictions.

    Keywords: Experimental Study, Plastic Deformation, Impulsive Loading, Localized Load, Numerical Simulation
  • مصطفی سیاح بادخور، توحید میرزابابای مستوفی، هاشم بابایی*
    در این مقاله‏ به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پاسخ دینامیکی ورق های فلزی تحت بار انفجاری پرداخته شده است. بدین منظور در بخش تجربی، 86 آزمایش روی ورق های فلزی در شرایط مختلف انجام شد. این ورق ها از جنس های فولاد، مس و آلومینیوم و به شکل دایره بودند. با استفاده از نرم افزار طراح آزمایش و روش سطح پاسخ اثر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش تجربی که عبارتند از ضخامت ورق، ایمپالس بارگذاری، جرم خرج و فاصله استقرار روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شدند. در این بررسی جنس ورق ها به عنوان یک پارامتر مستقل کیفی در نظر گرفته شده است. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در بررسی در نظر گرفته شد. در این بررسی مقدار R2 و R_adj^2 به تریتب برابر 9746/0 و 9673/0 به دست آمده است. نتایج به دست آمده در بخش تحلیل آماری حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل های ارایه شده مناسب است. شرایط بهینه برای کم ترین تغییر شکل ورق های تک لایه دایره ای تحت بارگذاری دینامیکی نیز ارایه شد. ایمپالس بارگذاری بیش ترین و جرم خرج کم ترین تاثیر را روی تغییر شکل ورق دارند.
    کلید واژگان: بارگذاری دینامیکی, آزمایش تجربی, تحلیل رگرسیونی, روش سطح پاسخ
    M. Sayah Badkhor, T. Mirzababaie Mostofi, H. Babaei *
    In this paper, the experimental study and regression analysis of the dynamic response of metal plates under impulsive loading are investigated. For this purpose, in the experimental section, 86 experiments were performed on metal plates under different conditions. The plates were made of steel, copper and aluminum in a circular shape. The effect of the measured parameters in the experimental tests such as plate thickness, loading impulse, charge mass, and standoff distance on the circular plates deflection were evaluated simultaneously using the Design-Expert software package and response surface methodology. In this study, the material of the plates is considered as an independent qualitative parameter. In order to find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. In this study, the value of R2 and R_adj^2 was 0.9746 and 0.9673, respectively. The results show that the predicted values of the models are in good agreement with the experimental tests and the presented models are suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under impulsive loading were also presented. The impulse loading has the highest effect and the mass of the charge has the least effect on the plate deflection.
    Keywords: Dynamic loading, Experimental test, Regression Analysis, response surface methodology
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*

    در این مقاله، به بررسی تجربی و مدل سازی رفتار نفوذ ورق های تک لایه و چند لایه آلومینیومی، فولادی و یا ترکیبی از فولاد و آلومینیوم تحت ضربه پرتابه کروی صلب پرداخته شده است. برای انجام کارهای تجربی در قالب 66 آزمون، هشت نوع لایه بندی مختلف در نظر گرفته شد و نمونه ها در محدوده سرعت 42 تا 158 متر بر ثانیه تحت ضربه پرتابه قرار گرفتند. این لایه بندی ها شامل ورق تک لایه آلومینیومی و فولادی باضخامت 2 و 3 میلی متر، ساختار دولایه آلومینیومی و فولادی باضخامت کلی 2 میلی متر، ساختار سه لایه هم جنس آلومینیومی و فولادی باضخامت کلی 3 میلی متر و ساختارهای سه لایه غیر هم جنس آلومینیوم - فولاد - آلومینیوم و فولاد - آلومینیوم - فولاد باضخامت کلی 3 میلی متر بود. در تمامی آزمایش ها، سرعت برخورد پرتابه و میزان تغییر شکل پلاستیک نمونه اندازه گیری شد. در بخش مدل سازی عددی، از شبکه عصبی از نوع دسته بندی گروهی داده ها برای ارایه یک مدل ریاضی بر مبنای اعداد بی بعد جهت پیش بینی بیشترین خیز دایمی ساختارهای تک لایه و چندلایه فلزی تحت ضربه پرتابه صلب استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که توافق خوبی بین مدل ارایه شده با مقادیر تجربی برقرار است به طوری که 94% از نقاط در محدوده خطای کمتر از 10% قرار گرفتند.

    کلید واژگان: مقاومت بالستیک, ساختار چند لایه, ساختار تک لایه, شبکه عصبی, مدل سازی
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei *

    In the current study, an experimental study and modeling of the penetration behavior of single-layered and multi-layered targets made of either aluminum alloy or mild steel or a combination of these materials impacted by a spherical projectile were introduced. For conducting 66 experiments, eight different layering configurations consist of monolithic aluminum and steel plates with the thickness of 2 mm and 3mm, double-layered aluminum and steel plates with a total thickness of 2 mm, triple-layered aluminum, and steel plates with the total thickness of 3 mm, and triple mixed layered plates of Aluminum-Steel-Aluminum and Steel-Aluminum-Steel configurations with the total thickness of 3 mm were considered under various impact velocities of 42 to 158 m/s. The impact velocity and maximum permanent deflection of specimens were measured in all experiments. In the numerical modeling section, the group method of data handling neural network was used to present a mathematical model based on dimensionless numbers to predict the maximum permanent deflection of monolithic and multi-layered metallic plates under the rigid projectile impact. To increase the prediction capability of the proposed neural network for this process, the experimental data were divided into two training and prediction sets. The results showed that good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and 94% of data points are within the ±10% error range.

    Keywords: Ballistic Resistance, Multi-Layered Plates, Single-Layered Plates, Neural Network, Modeling
  • مرتضی عیوض خانی، توحید میرزابابای مستوفی، هاشم بابایی*

    در پژوهش حاضر، مکانیسم تغییر شکل بزرگ پلاستیک و شکست ساختارهای ساندویچی با رویه های آلومینیومی و هسته پوکه معدنی تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین موردبررسی قرارگرفته است. از سامانه سقوط وزنه برای اعمال بار ضربه ای به نمونه در 7 سطح انرژی مختلف 3/34، 6/68، 9/102، 2/137، 5/171، 8/205 و 223 ژول استفاده شد. برای دستیابی به سطوح انرژی مذکور، جرم ضربه زننده ثابت و برابر با 5/3 کیلوگرم در نظر گرفته شد و ارتفاع ضربه زننده از نمونه از 1 تا 5/6 متر تغییر داده شد. 16 نمونه آزمایشی در دو نوع لایه بندی با و بدون هسته پوکه معدنی در نظر شد. همچنین، در این سری از آزمایش ها، ضخامت رویه فلزی ثابت و دو ضخامت مختلف 16 و 32 میلی متر برای هسته پوکه معدنی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی نشان داد که در تمامی سطوح انرژی، در ساختار ساندویچی با هسته 16 میلی متری، ناحیه کوچک تری دچار تغییر شکل دایمی می شود و این بدان علت است که فضای متخلخل میان دو ورق فلزی کوتاه تر است. همچنین، در سطوح انرژی پایین، ضخامت هسته پوکه معدنی نقش کلیدی را در بهبود مقاومت سازه در برابر بار ضربه ای وارد نمی کند. در قیاس با ساختار ساندویچی بدون هسته، استفاده از هسته پوکه معدنی با جرمی بسیار کم می تواند مانع تغییر شکل پلاستیک رویه عقبی شود و ضخامت 16 میلی متری هسته پوکه معدنی حتی مانع گلبرگی شدن رویه جلویی نیز می شود.

    کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, سامانه سقوط وزنه, مطالعه آزمایشگاهی, مواد دانه ای, ورق مستطیلی
    Morteza Eyvazkhani, Tohid Mirzababaie Mostofi, Hashem Babaei*

    In the current research study, the large plastic deformation and failure mechanism of sandwich structures with aluminum facesheets and pumice core under low-velocity impact loading have been investigated. The drop hammer testing machine was used to apply the impact load on the specimen at seven different energy levels 34.3, 68.6, 102.9, 137.2, 171.5, 205.8, and 223 J. To achieve the mentioned energy levels, the weight of the impactor was considered constant and equal to 3.5 kg and the standoff distance of the hammer was changed from 1 to 6.5 m. 16 experimental samples were considered in two types of layering with and without pumice core. Also, in this series of experiments, the thickness of facesheets was fixed and two different thicknesses of 16 and 32 mm were considered for the core. Experimental results showed that at all energy levels, the sandwich panel with 16 mm pumice core shows a smaller deformed area due to the shorter porous space between two facesheets. Also, at low energy levels, the thickness of the pumice core does not play a key role in improving the impact resistance of the structure. Compared to the coreless sandwich structure, the use of a very low-mass pumice core can prevent the plastic deformation of the rear facesheet, and the 16 mm thickness of the pumice core can even prevent the front surface from petalling.

    Keywords: Impact loading, Drop hammer testing machine, granular materials, Rectangular plate
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، مهسا سادات میر علینقی، هاشم بابایی*

    از سامانه تک مرحله ای انفجار مخلوط گاز برای شکل دهی آزاد ساختارهای فلز-پلیمر استفاده شده است. در بخش تجربی، به منظور بهبود عملکرد ورق های آلومینیومی در برابر بار ضربه ای حاصل از انفجار مخلوط گاز، لایه ای از ماده پلی اوره به پشت ورق فلزی پاشیده شد. به منظور بررسی اثر ضخامت لایه های فلزی و پلیمری بر پاسخ دینامیکی سازه، از ورق آلومینیومی در ضخامت های 1، 5/1، 2 و 5/2 میلی متر و همچنین روکش پلی اوره در ضخامت های 3، 4، 5 و 6 میلی متر استفاده شده است. نتایج تجربی نشان داد که پاشش ماده پلی اوره به پشت ورق آلومینیومی می تواند بیشترین خیز دایمی سازه را تا میزان بسیار چشم گیری کاهش داده و از پارگی نمونه های آلومینیومی جلوگیری کند. 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 ساختارهای فلز-پلیمر تحت بار دفعی استفاده شد. به منظور افزایش قابلیت پیش بینی شبکه عصبی پیشنهادی برای این فرآیند، داده ها به دودسته آموزش و پیش بینی تقسیم شدند نتایج بدست آمده نشان داد که توافق خوبی بین مدل ارایه شده با مقادیر تجربی بر قرار است به طوری که تمامی نقاط در محدوده خطای کمتر از 10% قرار گرفتند..

    کلید واژگان: آلومینیوم, پلی اوره, روش انفجار مخلوط گاز, شبکه عصبی, مدل سازی
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Mahsa Sadat Miralinaghi, Hashem Babaei *

    A single-stage gas detonation apparatus was used for the free forming of metallic-polymeric structures. In the experimental section, to improve the performance of aluminum plates under gas mixture detonation loading, a layer of polyurea material was sprayed onto the back surface of the metallic plate. In order to investigate the effect of the thickness of the metallic and polymeric layers on the dynamic response of the structure, aluminum plates with different thicknesses of 1, 1.5, 2 and 2.5 mm, as well as polyurea coatings with different thicknesses of 3, 4, 5 and 6 mm, were used. Experimental results showed that spraying the polyurea coating onto the back surface of aluminum plates can significantly reduce the maximum permanent deflection of the structure and also prevent the rupture of the aluminum specimens. 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 metallic-polymeric structures under 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. The results showed that good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and all data points are within the ±10% error range.

    Keywords: Aluminum, Polyurea, Gas Detonation Forming Method, Neural Network, Modelling
  • 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
  • محسن آئینی، توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*
    در مقاله حاضر، به بررسی تجربی و مدل سازی تغییر شکل پلاستیک ورق های تک لایه و چندلایه فلزی آلومینیومی، فولادی و یا ترکیبی از فولاد و آلومینیوم تحت ضربه پرتابه کروی صلب پرداخته شده است. برای انجام آزمون های تجربی، هشت نوع لایه بندی مختلف در نظر گرفته شد و نمونه ها در محدوده سرعت 42 تا 158 متر بر ثانیه تحت ضربه پرتابه قرار گرفتند. همچنین، مدل سازی این فرآیند با استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی با بکار بردن الگوریتم ژنتیک در طراحی بهینه چند هدفی با تقسیم داده ها به دو بخش داده های آموزش و پیش بینی به کار برده شد. به منظور ارتقا عملکرد سیستم عصبی- فازی، از الگوریتم ژنتیک در طراحی بهینه پارامترهای توابع عضویت گوسی در بخش ورودی و روش تجزیه مقادیر ویژه برای محاسبه بردار ضرایب خطی در بخش نتایج استفاده شد. روند طراحی بهینه و مدل سازی با در نظر گرفتن تعداد 3 تابع عضویت برای هریک از 3 داده آزمایشگاهی ورودی انجام شد. سنجش دقت مدل پیشنهادی با استفاده از ضریب تعیین و میانگین مجذور مربعات خطای داده های آموزشی و پیش بینی مورد ارزیابی قرارگرفت.
    کلید واژگان: عملکرد دینامیکی, پرتابه صلب, ساختار چندلایه, مدل سازی, هدف فلزی
    M. Aeini, T. Mirzababaie Mostofi, M. Sayah Badkhor, H. Babaei *
    In the current study, an experimental investigation and modelling of the large plastic deformation of single-layered and multi-layered metallic targets made of either aluminum alloy or mild steel or a combination of these materials impacted by a rigid spherical projectile were presented. To conduct experiments, eight different layering configurations were considered under various impact velocities from 42 to 158 m/s. Also, the modeling of this process was employed by the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System using a multi-objective design of the genetic algorithm by dividing data into two parts, training and prediction sets. To improve the ability of the system, the genetic algorithm was used for the optimal design of Gaussian membership function parameters in the antecedent part, and the singular value decomposition method was employed for calculation of linear coefficient vectors in the consequent part. The procedure of optimal designing and modeling was performed by considering three membership functions for each of the three experimental inputs. The accuracy of proposed model was assessed by the coefficient of determination and root-mean-square error for training and prediction data sets.
    Keywords: Dynamic performance, Rigid projectile, Multi-layered structure, Modelling, Metallic target
  • توحید میرزا بابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*
    در این مقاله، از یک روش تحلیل بی بعد جهت ارایه دو رابطه تجربی بر اساس اعداد بی بعد به منظور پیش بینی نسبت بیشترین خیز دایمی ورق های تک لایه چهارگوش به ضخامت آن تحت بارگذاری دینامیکی با توزیع یکنواخت و محلی استفاده شده است. در اعداد بی بعد پیشنهادی، اثر هندسه ورق، شدت بار اعمالی، خواص مکانیکی ورق، حساسیت ماده به نرخ کرنش و شعاع بارگذاری در نظر گرفته شده است. جهت صحت سنجی مدل های تجربی از هشت سری آزمایش و 267 داده موجود در ادبیات تحقیق در طول چهل سال گذشته استفاده شده است. نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد که تطابق خوبی بین نتایج پیش بینی مدل و مقادیر تجربی وجود دارد به طوری که درمجموع 117 داده تجربی برای بارگذاری یکنواخت، به ترتیب 94% (110 داده) و 98% (115 داده) از کل نقاط تجربی در محدوده خطای کمتر از 10% و 20% قرار دارند. همچنین، درمجموع 150 داده تجربی موجود برای بارگذاری محلی، به ترتیب 83% (124 داده) و 97% (146 داده) از کل نقاط تجربی در این دو محدوده قرار گرفتند. نتایج همچنین نشان داد که متغیر در نظر گرفتن کمیت های ماده با ضخامت در معادله کوپر-سیموندز موجب بهبود دقت پیش بینی مدل های تجربی می گردد به طوری که تنها 6% و 12% از داده های برای دو بارگذاری یکنواخت و محلی در محدوده 10% خطا قرار نمی گیرند.
    کلید واژگان: بارگذاری یکنواخت, بارگذاری محلی, تحلیل بی بعد, مدل تجربی, ورق چهارگوش
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei *
    In this paper, a non-dimensional analysis approach has been used to propose two empirical equations based on dimensionless numbers to predict the maximum transverse permanent deflection-thickness ratio of single-layered quadrangular plates under uniformly and locally distributed dynamic loading. In the presented dimensionless numbers, the effect of plate geometry, the impulse of the applied load, the mechanical properties of the plate, the strain-rate sensitivity, and the loading radius have been considered. To validate the empirical models, eight series of conducted experiments and 267 data points in the state of the art over the past forty years have been used. The obtained results show good agreement between the model prediction results and the experimental values so that in the total of 117 experimental data for uniform loading, 94% (110 data) and 98% (115 data) of the data points were distributed in the ±10% and ±20% error range, respectively. Besides, in the total of 150 experimental data for localized loading, 83% (124 data) and 97% (146 data) of data points were distributed in these two ranges, respectively. The results also showed that assuming the material constants as variables based on the plate thickness, in the Cooper-Symonds constitutive equation improves the prediction accuracy of the empirical models so that only 6% and 12% of the data for uniform and localized loading respectively, are not within the 10% error range.
    Keywords: Uniform loading, Localized loading, Non-dimensional analysis, Empirical model, Quadrangular plate
  • مجتبی حقگو، توحید میرزابابای مستوفی، مهساسادات میر علینقی، هاشم بابایی*
    هدف اصلی این مطالعه بررسی نسبت تغییر شکل مرکز جرم ورق مثلثی به ضخامت آن با استفاده از روش پردازش گروهی شبکه عصبی و مقایسه ی آن با نتایج تست های آزمایشگاهی انجام شده بر ورق نازک مثلثی با استفاده از سامانه چکش پرتابه ای است. هم چنین بررسی تغییر شکل نهایی و کرنش ایجاد شده در ورق و انرژی منتقل شده توسط ضربه ناشی از سقوط وزنه در دستور کار این مطالعه قرار دارد. برای بررسی تغییر شکل مرکز جرم ورق مثلثی از متغیرهای ورودی بدون بعد استفاده می شود. با ادغام روش های شبکه عصبی و اعداد بدون بعد، عبارت چندجمله ای مناسبی برای به دست آوردن تغییر شکل مرکز جرم ورق های مثلثی به دست می آید. روش جداسازی تک متغیره برای به دست آوردن بردار ضرایب زیرجملات شبکه عصبی پردازش گروهی استفاده می شود. روش جداسازی تک متغیره، عملکرد شبکه عصبی پردازش گروهی را برای مدل کردن فرایند پیچیده تغییر شکل ورق های مثلثی بهبود می دهد. بررسی نتایج به دست آمده از روش شبکه ی عصبی و مقایسه ی آن با داده های آزمایشگاهی تطابق قابل قبول مدل را نشان می دهد. از مهم ترین برجستگی های این روش می توان به سادگی محاسبات و کارایی مناسب در مطالعات پارامتری بارگذاری ضربه ای اشاره کرد.
    کلید واژگان: ورق مثلثی, هیدروفرمینگ, شبکه ی عصبی GMDH, بارگذاری ضربه ای, روش تجزیه مقادیر تکین
    M. Haghgoo, T. Mirzababaie Mostofi, M. Miralinaghi, H. Babaei *
    The aim of this study is investigating the center of mass deflection to thickness ratio of triangular plates using the GMDH-type neural networks and comparing it with results of laboratory tests performed on a narrow triangular plate using water-hammer apparatus. Also, the study focuses on the overall deformation, strain and impact transmission. Dimensionless input variables are used to investigate the center of mass deflection of triangular plate with changing variables. A simpler polynomial expression is derived using GMDH-type neural network and dimensionless number. The vector of coefficients of quadratic sub-expressions involved in GMDH-type networks is obtained by Singular Value Decomposition (SVD) method. SVD can improve the proficiency of GMDH-type networks to model the intricate process of deformation of triangular plates. Obtaining results by applying a GMDH model and comparing them with actual data indicates good agreement between model output and experimental data. The advantages of this approach are in the simplification of computation and convenient application to parametric study for impact behavior.
    Keywords: Triangular plate, Hydroforming, GMDH neural networks, impact loading, SVD
  • صدیقه حسین زاده صالحکوه، هاشم بابایی*، توحید میرزابابای مستوفی

    در پژوهش حاضر به بررسی تجربی الگوی تغییر شکل ورق ها حین فرآیند جوش کاری نقطه ای ضربه ای با استفاده از پرتابه های با شکل دماغه مسطح و کروی به کمک سامانه انفجار مخلوط گازها و مقایسه آن با الگوی تغییر شکل در شبیه سازی عددی پرداخته شده است. ورق فولادی با ضخامت 4میلی متر به عنوان صفحه پایه و ورق های فولادی با ضخامت های یک، 2 و 3میلی متر به عنوان صفحه پرنده انتخاب شدند و تحت برخورد مستقیم پرتابه های فلزی با شکل دماغه مسطح و کروی با جرم های 650 و 1300گرم قرار گرفته اند. میانگین سرعت پرتابه ها 600متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. نرم افزار المان محدود آباکوس به منظور بررسی ضربه سرعت بالای پرتابه روی ورق های فولادی مورد استفاده قرار گرفته است. برای توضیح رفتار فلزات از مدل جانسون- کوک استفاده شده است. تغییر شکل صفحات حین فرآیند جوش کاری نقطه ای ضربه ای شبیه سازی شده است. با مقایسه الگوی تغییر شکل ورق ها در حالت شبیه سازی عددی و آزمایش های تجربی درمی یابیم که مدل عددی به خوبی الگوی تغییر شکل در صفحات حین فرآیند جوش کاری نقطه ای ضربه ای با پرتابه را پیش بینی می کند. همچنین الگوی انتشار امواج تنش روی صفحه پرنده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که این امواج از مرکز شروع و به سمت گوشه های ورق گسترش می یابد. به علاوه مقادیر کرنش پلاستیک معادل و الگوی تنش برشی برای صفحات پرنده و پایه به عنوان معیار کیفیت جوش مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلید واژگان: جوش نقطه ای ضربه ای, روش انفجار مخلوط گازها, اتصال حالت جامد, مدل جانسون- کوک
    S. Hosseinzadeh Salehkouh, H. Babaei*, T. Mirzababaie Mostofi

    In the present study, deformation pattern in impact spot welded plates with flat and spherical-nosed projectiles using gas mixture detonation set up has been investigated and compared with numerical simulations. The steel plate with a thickness of 4mm was considered as a base plate and steel plates with 1, 2, and 3mm thicknesses were selected as flyer plates and were under direct contact with flat- and spherical-nosed metallic projectiles with a mass of 650 and 1300 gram, respectively. The average velocity of the projectiles was 600 meters per second. The ABAQUS finite element software was used to investigate the high-velocity impact of projectiles on steel sheets. The Johnson-Cook (J-C) model was utilized to describe the behavior of metals. The deformation of plates during the impact spot welding process has been simulated. Comparing the plate deformation pattern in numerical simulation and experimental results found that the numerical model predicted well the deformation of plates during the projectile impact spot welding process. The stress wave propagation on the flyer plates also was studied numerically. The results show that the waves start from the center and progress to the corners of the plate. The values of the equivalent plastic strain (PEEQ) and shear stress pattern for flyers and target plates have investigated as a measure of the quality of welding.

    Keywords: Impact Spot Welding, Gas Mixture Detonation Technique, Bonding in the Solid Phase, Johnson-Cook Constitutive Law
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*

    در این مقاله، به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی تغییر شکل پلاستیک بزرگ ورق های مربعی و مستطیلی تحت بار دینامیکی شدید با توزیع یکنواخت و محلی پرداخته شده است. در بخش تجربی، پنج آزمایش روی ورق های فولادی در ضخامت های مختلف انجام شد. جهت انجام تحلیل رگرسیونی و بهینه سازی چندهدفه، نرم افزار طراح آزمایش به همراه روش رویه پاسخ به کار گرفته شد. سپس، اثر پارامترهایی از قبیل ضخامت ورق، شدت بار وارده، خواص مکانیکی ورق، نوع بارگذاری، شعاع بارگذاری و نسبت عرض به طول روی خیز ورق های چهارگوش به صورت همزمان بررسی شده است. دو تحلیل جداگانه براساس تحلیل واریانس و آماری برای هر کدام از بارگذاری های یکنواخت و محلی انجام شد. مقادیر به دست آمده برای ضریب تعیین دو نوع بارگذاری یکنواخت و محلی نشان داد که مدل ها، پیش بینی خوبی از نتایج تجربی دارند و می توانند جهت ارزیابی تغییر شکل پلاستیک ورق مورد استفاده قرار گیرند. در ادامه، شرایط بهینه برای هر یک از پارامترهای موثر شامل تنش تسلیم و نسبت عرض به طول ورق با توجه به شرط درنظرگرفتن کمترین مقادیر ضخامت و خیز مرکزی ورق برای هر دو نوع بارگذاری تعیین شد. نتایج به دست آمده برای بهینه سازی چندهدفه با نتایج مطالعات تجربی تحقیق حاضر مقایسه شد.

    کلید واژگان: آزمایش تجربی, ورق چهارگوش, بارگذاری یکنواخت, بارگذاری محلی, بهینه سازی چندهدفه
    T. Mirzababaie Mostofi, M. Sayah Badkhor, H. Babaei*

    In present study, the experimental investigation and regression analysis of the large plastic deformation of square and rectangular plates subjected to extreme dynamic loading with uniform and localized distribution were discussed. In the experimental section, 5 experiments were conducted on mild steel plates with different thicknesses. To perform the regression analysis and multi-objective optimization, Design-Expert software in conjunction with the response surface methodology were exerted. Subsequently, the effect of parameters such as the thickness of the plate, the impulse of applied load, the mechanical properties of the plate, the loading radius, and the ratio of width to length of the plate on the maximum deflection of quadrangular plates was simultaneously investigated. Two separate analyses based on statistical analysis and ANOVA were performed for each type of uniform and localized loading. The values obtained for the coefficient of determination (R2) of two types of uniform and localized loading showed that the models have a good prediction ability of the experimental results and it can be used to evaluate the plastic deformation of the quadrangular plates. Subsequently, the optimal conditions for each effective parameter including yield stress and width to length ratio were determined with respect to considering the minimum values for central deflection and plate thickness simultaneously. The multi-objective optimization results were compared to the experimental results of the present study.

    Keywords: Experimental Test, Quadrangular Plate, Uniform Loading, Localized Loading, Multi-Objective Optimization
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*

    یکی از اهداف اصلی مکانیک ضربه، طراحی مقاوم یک سازه در برابر انفجار با معرفی ساختاری با الگوی طراحی خاص ضمن حفظ شرایط سبک وزنی آن است. با توجه به کمبود نتایج تجربی، تحلیلی و عددی در زمینه تغییر شکل ساختارهای چندلایه تحت بار دفعی، در این تحقیق، تغییر شکل پلاستیک و الگوی شکست ورق های دولایه چهارگوش فلزی تحت بارگذاری دفعی غیریکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. در این سری از آزمایش ها، 26 نمونه دولایه فلزی با چیدمان های مختلف فولاد- فولاد و فولاد- آلومینیوم در ضخامت های مختلف ساخته و طراحی شد. جهت اعمال بار دفعی غیریکنواخت از سامانه آونگ بالستیک بدون به کارگیری لوله های فاصله استقرار خرج استفاده شد. جهت جلوگیری از ترکش های خرج انفجاری از یک لایه ضخیم فوم پلی استر استفاده شد. از ورق های فولادی در ضخامت های یک، 2 و 5/2میلی متر و ورق های آلومینیومی در ضخامت های یک و 2میلی متر در پنج لایه‎ بندی مختلف بهره گرفته شد. در آزمایش های تجربی، پارامترهایی از قبیل ایمپالس، بیشترین خیز دایمی نمونه و کرنش های طولی و عرضی مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از ورق آلومینیومی به عنوان لایه عقبی باعث افت عملکرد انفجاری ساختار دولایه ترکیبی فولاد و آلومینیوم تحت بارگذاری دفعی غیریکنواخت می شود.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک, ورق مربعی, ورق مستطیلی, بارگذاری دفعی, آزمایش تجربی
    T. Mirzababaie Mostofi, M. Sayah Badkhor, H. Babaei*

    One of the main objectives of impact mechanics is the design of a structure resistant to explosion by introducing a structure with a special design pattern while maintaining its lightweight conditions. In this study, the plastic deformation and failure pattern of quadrangular metallic plates under localized impulsive loading were investigated due to the lack of experimental, analytical, and numerical results in the field of deformation of multilayer structures under impulsive loading. In this series of experiments, 26 double-layered metallic plates with different layering arrangements of steel-steel and steel-aluminum in different thicknesses were fabricated and designed. To apply the localized impulsive load, a ballistic pendulum system was used without using standoff distance blast tubes. A thick layer of polyester foam was used to prevent explosive debris. Steel plates in different thicknesses of 1, 2, and 2.5mm, and aluminum plates in different thicknesses of 1 and 2mm in 5 different layering configurations were used. In the experimental study, parameters such as impulse, central permanent deflection, and longitudinal strains in x and y directions were measured. The results showed that the use of aluminum plate as a backing layer reduces the explosive performance of the double-layered mixed configurations of steel-aluminum plates under localized impulsive loading.

    Keywords: Plastic Deformation, Square Plate, Rectangular Plate, Impulsive Loading, Experimental Test
  • مجتبی ضیاءشمامی، توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*

    در دهه اخیر، روش شکل دهی انفجار مخلوط گازها به عنوان یک روش نوین و جایگزین مناسب برای سایر روش های شکل دهی با سرعت بالا مانند روش شکل دهی انفجاری معرفی شده است. با توجه به کمبود تحقیق در این زمینه، تحقیق حاضر به بررسی شکل دهی آزاد و با قالب ورق های فلزی دایره ای تحت بار دفعی حاصل از انفجار مخلوط گازها پرداخته است. در این سری از آزمایش ها، از ورق های فولادی در ضخامت های یک، 2 و 3، ورق آلومینیومی با ضخامت 3 و ورق برنجی باضخامت یک میلی متر استفاده شد. همچنین نمونه های آزمایش در محدوده ایمپالس 4/12 تا 54/68 نیوتن در ثانیه تحت بارگذاری قرار داده شدند. برای مقایسه بهتر، شرط چگالی سطحی برابر برای مقایسه نتایج ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در شرایط بارگذاری یکسان لحاظ شد. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از قالب با زاویه راس 60درجه باعث می شود که به ترتیب در ورق های یک، 2 و 3میلی متر فولادی، بیشترین خیز دایمی ورق به طور متوسط به میزان 14/8، 20/2 و 21/4% کاهش یافته است. در شرایط یکسان بارگذاری و چگالی سطحی، برای شکل دهی آزاد، استفاده از ورق آلومینیومی و برنجی به ترتیب موجب افزایش 19/4 و 13/1% بیشترین خیز دایمی ورق در مقایسه با نمونه فولادی شده است. این در حالی است در شکل دهی با قالب، این مقادیر به ترتیب به میزان 5 و 2% در ایمپالس پایین حاصل شد. همچنین مقایسه نتایج برای ورق های آلومینیومی و برنجی نشان می دهد که استفاده از قالب باعث کاهش بیشترین خیز دایمی به میزان 12/1 و 10/6% شده است.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک, ورق فلزی, شکل دهی آزاد, شکل دهی با قالب, روش انفجار مخلوط گازها
    M. Ziya Shamami, T. Mirzababaie Mostofi, M. Sayah Badkhor, H. Babaei*

    In the last decade, the gas mixture detonation forming (GDF) method has been introduced as a novel and alternative method instead of other high-velocity forming (HVF) methods such as explosive method. Due to the lack of research in this field, the present study investigates the free and die forming of circular metallic plates under gas mixture detonation loading. In this series of experiments, steel plates with thicknesses of 1, 2, and 3mm, aluminum plates with a thickness of 3mm, and brass plates with a thickness of 1mm were used. Furthermore, the test specimens were loaded in the impulse range of 4.12 to 54.68N·s. For better comparison, the same areal density condition was considered to compare the results of steel, aluminum, and brass plates under the same loading conditions. Experimental results showed that using a die with an apex angle of 60° leads to the decrease of the maximum permanent deflection by 14.8, 20.2, and 21.4% in 1, 2, and 3mm steel plates, respectively. Under the same loading and areal density conditions, for free forming, the use of aluminum and brass plates lead to increasing the maximum permanent deflection by 19.4 and 13.1% compared to the steel sample, respectively. However, in die forming, these values were 5 and 2%, respectively. Also, the comparison of the results for aluminum and brass plates shows that the using die forming reduces the maximum permanent deflection of the specimen by 12.1 and 10.6%.

    Keywords: Large Plastic Deformation, Metal Plate, Free Forming, Die Forming, Gas Mixture Detonation Forming Method
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