بررسی تاثیر امپدانس و ضخامت لایه‌های متفاوت بر خیز لایه هدف در سیستم‌های زرهی لایه‌بندی 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.