طراحی و آنالیز مخزن جدار ضخیم و مخزن آب تست های انفجار زیر آب

چکیده: نظر به اهمیت رفتار استاتیکی و دینامیکی سازه ها تحت بارگذاری داخلی در این تحقیق رفتار استاتیکی، شبه استاتیکی و دینامیکی پوسته های جدار نازک تحت بارگذاری داخلی، مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور طراحی وساخت دستگاه بارگذاری هیدرو استاتیکی که دارای توانمندی ایجاد فشار، در بازه وسیعی از نرخ های کرنش (1/s ) تا (1/s 1) را دارا باشد در دستور کار قرار داده شد. یک سری آزمایشات بر روی استوانه های جدار نازک از جنس آلومینیوم6063، انجام گرفت.نمونه ها در سه ابعاد هندسی مختلف با ضخامت یکسان با فرایند ساخت اکستروژن و تحت عملیات حرارتی آماده سازی شد.همچنین آزمایشات استاتیکی بر روی سازه استوانه مخروط ازجنس آلومینیوم 1050 در سه مقیاس مختلف انجام شد. بارگذاریها با نرخ وسیعی از (mpa/s)0.0035 تا(mpa/s) 145بر روی نمونه ها, تا مرز شکست سازه اعمال شد واطلاعات انها توسط دستگاه ثبت گردید. بررسیها بر روی میزان تغییر فرم نهایی,فشار شکست نهایی و نیززمان بارگذاری و نرخ کرنش سازه ها صورت گرفت.مطابق نتایج بدست آمده فشار شکست استاتیکی استوانه ها تابعی از جنس و هندسه سازه میباشدوبه طوری که با افزایش قطر سازه با ضخامت یکسان تا میزان 50%, فشار شکست آن به مقدار35% کاهش مییابد. همچنین هنگامی که نرخ بار گذاری و در نتیجه نرخ کرنش بالا میرود, مقاومت سازه نیز افزایش یافته و فشار شکست آن بیشتر میشود.در این سازه از جنس آلومینیوم 6063 , افزایش تنش جریان دینامیکی سازه در نرخ کرنش میانه (1/s 1), در حدود 18% به دست آمد. همچنین مشاهده شد که با افزایش نرخ کرنش میزا ن کرنش نهایی استوانه ها افزایش می یابد. در این کار یک مدل نیمه تجربی برای رابطه تاثیر نرخ کرنش برافزایش تنش جریان ماده ارایه گردید و نیز یک مدل برای پیش بینی شکست استاتیکی سازه های استوانه ای ارائه شد. همچنین با استفاده از نتایج آزمون ها ضرایب حساسیت به نرخ کرنش مدل cowper-symonds برای آلیاژ al6063 به دست آمد. در بررسی های تستهای استاتیکی بر روی نتایج نمونه های استوانه مخروط مطابق پیش بینی حاصل از تئوری های استوانه دیده شد به طوری که فشار شکست استاتیکی در این نمونه ها در میان حد بالای شکست و حد پایین شکست استانیکی قرار گرفت. همچنین این نتایج با نتایج پوسته های استوانه ای با شعاع یکسان مقایسه شد و مشاهده گردید که نتایج بسیار به هم نزدیک است و میزان اختلاف فشار شکست در دو نمونه استوانه و استوانه مخروط با شعاع یکسان در حدود 1% مشاهده گردید. این مسئله نشان می دهد که تئوریهای استوانه برای استوانه مخروط نیز می تواند با دقت خوبی مورد استفاده قرار گیرد.