بررسی تاثیر امپدانس و ضخامت لایه های متفاوت بر خیز لایه هدف در سیستم های زرهی لایه بندی شده تحت بارگذاری انفجاری با استفاده از روش تحلیل عددی

چکیده  سازه­های چند لایه به طور گسترده با هدف ایجاد ساختاری مقاوم در برابر بارگذاری دینامیک مورد استفاده قرار گرفته­اند. رفتار سازه­های چند لایه در نرخ کرنش بالا و تاثیر آن­ها بر میرایی موج شوک و خیز لایه هدف مواردی هستند که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته­اند. اثر ضخامت لایه­های سرامیکی، آلومینیومی و فولادی بر خیز لایه هدف، به صورت عددی، مورد تحقیق قرار گرفته و مدل ریاضی برای خیز لایه هدف ارائه شده است. برای شبیه سازی عددی از نرم افزار ls-dyna بهره گرفته و از مدل­های مادی جانسون-هولمکوئیست و جانسون-کوک به ترتیب برای مدلسازی سرامیک و فلز استفاده شده است. سازه­های ترکیبی دو لایه و سه لایه با ثابت نگه­داشتن ضخامت کل قسمت لایه بندی شده، شبیه سازی گردیده و تاثیر آن­ها بر میزان خیز لایه هدف مطالعه شده است. با توجه به مهم بودن فاکتور وزن در ایجاد یک سازه زرهی، برای مقایسه بهتر سازه­های چند لایه از نسبت سفتی به وزن استفاده شده و مقایسه بین این موارد صورت پذیرفته است. نتایج نشان می­دهد که استفاده از دو لایه سرامیک در اطراف لایه فلزی باعث افزایش نسبت سفتی به وزن سازه شده و در نتیجه کارایی سیستم زرهی را افزایش می­دهد. در نهایت، با توجه به نتایج مراحل قبل سیستم چهار لایه متشکل از ترکیب سرامیک و فلز پیشنهاد شده است که علاوه بر داشتن کارایی بهتر در کاهش خیز لایه هدف، وزن کمتری را نیز دارد. در این سیستم از الگوی کاهشی امپدانس در لایه­ها استفاده شده که تاثیر مثبتی بر کارایی سازه زرهی داشته است.