Experimental and numerical analysis of static and blast loaded thin-walled tubes

• Autorzy: Dacko M. , Nowak J.

Warianty tytułu

PL

Numeryczno-eksperymentalna analiza osiowo-ściskanej powłoki cylindrycznej przy obciążeniu statycznym i impulsem wybuchu

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elementy cienkościenne znajdują coraz częściej zastosowanie w tworzeniu struktur, których zadaniem jest ochrona urządzeń przed skutkami eksplozji ładunku materiału wybuchowego. Elementy te powinny charakteryzować się niewielką masą oraz odpowiednio wysoką zdolnością do absorpcji energii wybuchu (fali uderzeniowej, fali podmuchu, niewielkich odłamków). Ulegając kontrolowanemu zniszczeniu minimalizują one przekazywanie energii do ochranianego obiektu. Autorzy pracy przedstawili koncepcję struktury ochronnej składającej się z metalowych powłok cylindrycznych. Dokonano wyboru podstawowego elementu energochłonnego i poddano go wstępnym badaniom doświadczalnym. Badania statyczne polegały na przeprowadzeniu próby ściskania na maszynie wytrzymałościowej oraz wyznaczeniu charakterystyk materiałowych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji numerycznych. W badaniach dynamicznych, z użyciem materiałów wybuchowych, określono wielkość ładunku powodującego całkowite zniszczenie pojedynczego elementu cylindrycznego. Przy wykorzystaniu oprogramowania MSC.Dytran wykonano symulacje numeryczne przeprowadzonych badań. Obliczenia przeprowadzono dla modelu numerycznego zbudowanego z elementów powłokowych. Zmieniając parametry impulsu obciążenia działającego na element energochłonny doprowadzono do jego zniszczenia. Wykonane badania eksperymentalne w zakresie ściskania statycznego (na maszynie wytrzymałościowej) i obciążeń dynamicznych (z użyciem materiałów wybuchowych) oraz zbudowane modele numeryczne pozwalają stwierdzić, że uzyskano zgodność postaci deformacji w badaniach doświadczalnych i numerycznych.

EN

Thin-walled elements are more and more often a typical component of the shields protecting structures against the effects of the blast of explosive charge. To be effective, they should be light and exhibit a high energy absorption capacity. By design for controlled crush, they minimize the energy transmitted to the protected structure. The concept of protective shield consisting of cylindrical shells is presented. The basic energy absorbing element was chosen and the basic experiments were performed. Static experiments covered axial compression in testing machines and obtaining material stress-strain diagram. The dynamic tests allowed for determination of the explosive charge mass allowing for total crush of the cylindrical specimen. The numerical simulation was performed using MSC.Dytran. Numerical models were built using thin and middle thick shell elements. The energy absorbing element was crushed for certain pressure wave parameters. Performed experimental research in the area of static compression (with strength device) and dynamic loads(with the use of explosives) as well built numeric models permit to state that the agreement of the deformation shape in experimental and numeric researches was obtained.

Słowa kluczowe

PL

analiza numeryczno-doświadczalna; powłoka cylindryczna; ściskanie wybuchowe

EN

experimental and numerical analysis; cylindrical shell; blast compression

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 171--179
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Dacko M.

autor

Nowak J.

• Military University of Technology, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, Poland tel.: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• [1] MSCDytran 2005, MSC.Software Corporation, LA 2004.
• [2] MSC.Patran 2005, MSC.Software Corporation, LA 2004.
• [3] Cieśla, P., Dacko, A., Dacko, M., Nowak, J., Symulacja numeryczna zachowania elementu o dużej zdolności pochłaniania energii, IX Konferencja Naukowo-Techniczna Programy MES w komputerowym wspomaganiu analizy, projektowania i wytwarzania, Giżycko, Poland 2005.
• [4]  Cieśla, P., Dacko, A., Dacko, M., Nowak, J., Analiza i eksperyment w badaniu udarowej odporności konstrukcji, Górnictwo Odkrywkowe 5-6, 2006.
• [5]  Cieśla, P., Dacko, A., Nowak, J., Axial crush of thin walled tubes - experiment and simulation, 16th International Conference on Computer Methods in Mechanics, Częstochowa June 21-24, 2005.
• [6]  Cieśla, P., Dacko, A., Dacko, M., Nowak, J., Duże odkształcenia elementów cienkościennych poddanych    ściskaniu,    IX    Konferencja    Naukowo-Techniczna    Programy    MES    w komputerowym wspomaganiu analizy, projektowania i wytwarzania, Giżycko, Poland 2005.