تحلیل و بهینه سازی صفحه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب با روش المان محدود

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 5، دوره 4، شماره 16، مرداد و شهریور 1393، صفحه 43-56   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

سید علی گله داری^{* 1}؛ عباس وفایی‌صفت²؛ داوود آرزومندی³؛ حسین خدارحمی²؛ مهدی شهابی³

¹مربی، گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، اصفهان، ایران

²دانشیار، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار

³کارشناس ارشد مکانیک، تهران، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، مرکز تحقیقات بالستیک، ضربه و انفجار

تاریخ دریافت: 10 تیر 1393،  تاریخ پذیرش: 10 تیر 1393 

چکیده

سازه­های دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. می­بایست نسبت استحکام به وزن این سازه­ها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیه­سازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرم­افزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحت­سنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازۀ کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که به­وسیله آن می­توان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان می­دهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینه­سازی وزن سازۀ کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینه­سازی انجام شده، با کاهش %38 وزن، سازه هم­چنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازه­های کامپوزیتی، این سازه­ها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مسئله می­توان برای بهینه­سازی وزن و استحکام سازه­های دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب  قرار می­گیرند استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

انفجار زیر ‌آب؛ بهینه‌سازی؛ روش اجزاء محدود؛ الگوریتم ژنتیک؛ صفحه کامپوزیتی

عنوان مقاله [English]

Cation Distribution, Structural Parameters and Magnetic Moment in the Spinel Structure of Li-Zn Ferrite Prepared by Glycine-Nitrate Process

نویسندگان [English]

S.A. G¹؛ A. V²؛ D. A³؛ H. KH.²؛ M. SH³

چکیده [English]

Marine structures in addition to sustain water hydrostatic pressure should be as far as possible resistant against the loads resulting from underwater explosions. The ratio of strength to weight of these structures should be high as far as possible, so the designed structure in terms of materials, energy and the cost would be optimized. In this paper at first a method for simulation of underwater explosion phenomena in the ABAQUS software environment is presented and by using available experimental results, this method is verified. Then, by using this method the dynamic behavior of the composite structure subjected to underwater explosion is investigated. In following, an algorithm is presented by which the weight of plate can be optimized by using genetic algorithm through change of the angle and thickness of composite plate, in conditions that structure against underwater explosion load would not be fractured. Results show that the presented algorithm can optimize the composite structure weight. Upon to 38% weight reduction, the structure is still resistant against the explosive load. According to low weight to strength ratio of composite structures, they have many applications in military and marine industries. The presented method can be used to optimize the weight and strength of marine structures subjected to underwater load.

کلیدواژه‌ها [English]

Genetic Algorithm, under water explosion, Optimization, finite Elements Method, Composite plate