فصلنامه مواد پر انرژی
پیاپی 2 (تابستان 1385)

در این پژوهش، فرآیند پوششدهی انفجاری سطح داخلی یک لوله فولاد کربنی CK22، با استفاده از لوله های فولاد ضدزنگ 316L، از چند دیدگاه مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا و با استفاده از روابط تحلیلی- تجربی موجود، پنجره جوشکاری دو فلز بدست آمده و سپس به تشریح مراحل مختلف شبیه سازی المان محدود فرآیند مورد نظر، با استفاده از نرم افزار LS-DYNA پرداخته شده است. در انتها نیز نتایج حاصل از انجام چند آزمایش گزارش گردیده که در طی آنها، علاوه بر بدست آوردن معیاری برای حداقل کیفیت سطحی دو فلز برای بدست آوردن یک جوش موفق، نتایج حاصل از دو دیدگاه تحلیلی و عددی نیز به بوته آزمایش سپرده شده و همگرایی آنها به تایید رسیده است.

نتایج تجربی نشان می دهندکه جداره مخروط تولید شده به روش شکل دادن انفجاری دارای یک توزیع ضخامت متغیر بوده که در مدل های ارائه شده جهت تحلیل این فرآیند تغییرات مذکور در نظر گرفته نشده است. به دیگر گفتار در این مدل ها فرض شده است که ضخامت ورق اولیه پس از فرایند تغییرشکل و تبدیل آن به مخروط ثابت باقی می ماند. در پژوهش حاضر با در نظر گرفتن تغییرات ضخامت البته با فرض توزیع خطی آن، فرایند شکل دادن انفجاری مخروط مورد تحلیل قرار می گیرد. مهمترین نتیجه این تحلیل برآورد جرم ماده منفجره مورد نیاز به منظور دستیابی به مخروط کامل در فرایند شکل دادن انفجاری است. همچنین مقایسه نتایج تحلیلی و نتایج تجربی بیانگر انطباق قابل قبولی میان آنها می باشد.

از نقطه نظر کاربردهای عملی استفاده از مواد منفجره، انجام یک انفجار موفق از اهمیت زیادی برخوردار است. از کاربردهای متداول استفاده از مواد منفجره می توان به احداث سازه های زیرزمینی (معادن، تونل ها، انبارها، آشیانه ها، نیروگاه ها و...) و سازه های سطحی (تکیه گاه و دیواره مخازن سدها، دیواره کوه های مجاور اتوبانها و راه ها، دیواره های معادن روباز و...) اشاره کرد. طراحی و انجام یک انفجار موفق باعث کاهش تخریب حاصله از انفجار به دیواره های سازه نهایی و همچنین کاهش چشمگیر هزینه های نگهداری و بهره برداری از سازه خواهد شد. پروسه احتراق ماده منفجره منجر به تشکیل و گسترش یک موج انفجار قوی در داخل محیط درونگیر ماده منفجره شده و محیط را تحت تغییر شکل های پیچیده قرار می دهد. بسته به خواص فیزیکی، مکانیکی و مقاومتی محیط میزان تخریب ناشی از موج انفجار می تواند متغیر باشد.
هدف از این مقاله مطالعه مکانیزم تشکیل و توسعه ترک در محیطهای سنگی سخت تحت بارگذاری ناشی از مواد منفجره می باشد. ابتدا مکانیزم شکست و خردایش تحت پروسه انفجار با استفاده از نتایج حاصله از مطالعات عملی و آزمایشگاهی انجام شده در یکی از شرکتهای معدنی بزرگ کانادا[1] ارائه و بحث شده است. سپس با استفاده از روش های تحلیل عددی پروسه انتشار موج و خردایش شبیه سازی شده و نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج مطالعات میدانی و آزمایشگاهی مقایسه شده اند. نرم افزار المان مجزای UDEC برای تحلیل عددی مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم این نرم افزار مبتنی بر مکانیک محیطهای ناپیوسته بوده و دارای قابلیت تحلیل دینامیکی میباشد. با توجه به پیچیدگی های مساله تحلیل عددی انجام شده نتایج خوب و قابل مقایسه ای را با نتایج آزمایشگاهی و عملی نشان داده شده است. با توجه به تطبیق قابل قبول نتایج می توان از روش عددی برای شرایط انفجاری متفاوت در سنگ های سخت استفاده کرد.

تنگستن بدلیل داشتن خصوصیاتی نظیر سختی، چگالی و نقطه ذوب بالا، امکان ساخت قطعات با استفاده از روش های معمولی و سنتی نظیر ماشینکاری و ریخته گری را نداشته و یا با مشکلات فراوانی همراه است. تولید قطعات از این فلز معمولا به روش متالورژی پودر انجام میگیرد. با توجه به محدودیتهای متالورژی پودر سنتی در تولید این نوع قطعات (با دانسیته بالا)، در این تحقیق روش متالورژی پودر انفجاری برای تولید قطعات تنگستنی بکار گرفته شده است. در این مقاله پس از انجام مروری بر تحقیقات انجام شده، مراحل تولید قطعه به روش متالورژی پودر سنتی و متالورژی پودر انفجاری شرح داده شده است. در بخش عملی تحقیق، نمونه هایی با استفاده از دو روش مذکور به قطر 20 میلی متر و ضخامت 3 میلی متر تهیه گردید. برای بررسی خواص نمونه های تولید شده با دو روش، آزمایشهای لازم جهت تعیین خواص فیزیکی و متالورژیکی نمونه ها انجام شده و خواص نمونه ها با هم مقایسه گردید. نتایج بررسی ها نشان داده است که استفاده از روش متالورژی پودر انفجاری در مقایسه با متالورژی پودر سنتی، باعث افزایش چگالی به میزان 10% و افزایش سختی به میزان 75% می شود.

در این مقاله رفتار پلاستیک صفحات فولادی و آلومینیوم هنگام مواجهه با یک موج انفجاری مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات صورت گرفته در زمینه انفجار، این امکان را بوجود می آورد تا با کنترل عواملی همچون مقدار ماده منفجره، فاصله قرارگیری آن، هندسه صفحات و...، ایمپالس(نمودار فشار- زمان) موج اصابتی در برخورد با صفحات قابل اندازه گیری و دستیابی گردد. در تحلیل رفتار پلاستیکی صفحات تحت بار ضربه ای، جسم ایده آل و کامل پلاستیک فرض شده و اثر عواملی همچون تغییر مکان های محدود و نرخ کرنش مدنظر قرار گرفته است. آزمایشها بروی تعداد کافی صفحات صورت گرفته است. تغییر شکل گسترده پلاستیک و در مواردی پارگی در صفحه ها مطابق انتظار مشاهده شده است.

یکی از بحث های مهمی که در سازه های بتنی وجود دارد، چگونگی تاثیر امواج انفجاری بر روی این سازه ها و تخریب آن بعد از انفجار می باشد. موضوع اصلی این مقاله بررسی تکه تکه شدن بتن بدلیل بارگذاری انفجاری است. به همین منظور نرم افزار LS-DYNA برای شبیه سازی عددی بار انفجاری مورد استفاده قرار گرفته است. برای مدل سازی بتن مسلح از قانون ترکیب ماکروسکوپی استفاده شده است. در این مقاله توانایی LS-DYNA برای شبیه سازی بار انفجاری و پیش بینی اثرات آن بر روی دال های بتنی نشان داده می شود. نتایج عددی با داده های دو تست تجربی که در انستیتوی هرمان در آلمان انجام گرفته است مقایسه شده اند که انطباق خوبی بین آنها وجود دارد.