Walidacja eksperymentalna symulacji numerycznej oddziaływania fali wybuchu 1,5 kg TNT na płytę stalową

• Autorzy: Ciepielewski R. , Barnat W. , Dybcio P.

Warianty tytułu

EN

Experimental validation of numerical simulation of detonation impact from 1.5 kg TNT on steel plate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono walidację eksperymentalną symulacji komputerowej oddziaływania impulsu ciśnienia pochodzącego od detonacji ładunku wybuchowego o masie 1,5 kg TNT na płytę. Przedmiotem badań była płyta stalowa o grubości 6 mm i wymiarach 500 mm x 500 mm wykonana ze stali S235JR. Badania eksperymentalne polegały na obciążeniu płyty oddziaływaniem dynamicznym wybuchu 1,5 kg TNT w odległości 400 mm od środka płyty. Głównym odniesieniem do wyników badań eksperymentalnych była trwała deformacja tylnej płaszczyzny płyty mierzona za pomocą naręcznego laserowego skanera. Model numeryczny wykorzystany do symulacji dynamicznej oddziaływania impulsu ciśnienia na płytę przygotowano w środowisku LS-Dyna. Płytę modelowano za pomocą elementów bryłowych/powłokowych. Oddziaływanie impulsu ciśnienia modelowano na dwa sposoby. W pierwszym przypadku zastosowano sprzężenie ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian). Taki sposób modelowania umożliwia interakcję pomiędzy ośrodkiem gazowym a badaną strukturą. Drugim sposobem modelowania było użycie funkcji CONWEP zaimplementowanej w środowisku LS-Dyna. W artykule porównano wyniki otrzymane obydwiema metodami z wartościami otrzymanymi eksperymentalnie. Uzyskano zadowalającą zgodność wyników analizy numerycznej z badaniami eksperymentalnymi.

EN

The paper presents experimental validation of computer simulation of impact pulse pressure from detonation of 1.5 kilograms of TNT on the flat face. Subject of the research was 6 mm thick and 500 mm x 500 mm steel plate made of S235JR. During experiment a dynamic impact load was applied to plate by explosion of 1.5 kg TNT at a distance of 400 mm from the center of the front face. Deformation of the plate’s back face was measured using a handheld laser scanner. The numerical model used to simulate the dynamic impact of the pulse pressure to the plate was prepared in LS-Dyna software. The plate was modeled with solid or shell elements. The impact of the pressure pulse was simulated in two ways. In the first case, the coupling ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) was used. This way of modeling can be used to take into account the interaction between the fluid medium and the test structure. The second way was the CONWEP modeling functions implemented in LS-Dyna software. The article compared the results obtained by both methods with values obtained experimentally. Good agreement with the results of numerical analysis and experimental research was obtained.

Słowa kluczowe

PL

wybuch; TNT; fala uderzeniowa; MES; ALE

EN

explosion; TNT; blast wave; FEM; ALE

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 25, nr 56
• Strony: 5--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Ciepielewski R.

autor

Barnat W.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Dybcio P.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• 1. Baker W.E.: Explosions in air. University of Texas Press, 1973
• 2. Tabatadaei Z., Volz J.: A comparison between Three Different Blast Method in LS-Dyna: LBE, MM-ALE, Coupling of LBE and mm-ALE. In: 12th International LS-Dyna Users Conference, Detroit, 2012
• 3. LS-Dyna keyword manual, Vol. 2: Material models. Livermore, 2014
• 4. Panowicz R., Kołodziejczyk D., Sybilski K., Barnat W., Niezgoda T., Analiza numeryczna dynamicznego oddziaływania fali ciśnienia na złożoną strukturę panelu energochłonnego. Warszawa 2012
• 5. Zeeshan-ul-hassan U., Blast Modeling, Islamabad, 2011
• 6. http://www.creaform3d.com
• 7. Meyers M.: Dynamic behavior of materials. San Diego, 1994