عملکرد انفجاری سازه های ساندویچ کامپوزیت
چکیده
چند ساندویچ پانل دارای هسته های فوم پلیمری مختلف و لایه های متفاوت سطحی در معرض انفجارهای هوایی و زیرآبی قوی قرار گرفتند. پانل های انفجار هوایی دارای لایه های سطحی پلیمر مقاوم فیبر شیشه ای (GFRP) با سه هسته مختلف فوم پلیمری هستند که عبارتند از : استیرن آکریلونیتریل SAN – پلی وینیل کلرید PVC و پلی متاکریلیمید PMI . این پانل ها در معرض بار معادل 100 Kg TNT از فاصله 15 متر قرار می گیرند . پانل SAN کمترین جابه حایی و مقدار خسارت را داشته است. پانل های انفجار زیرآب نیز دارای تراکم واحد یا تراکم درجه بندی شده در هسته فوم های SAN بوده اند و لایه های سطحی آنها پلیمر تقویت شده فیبر شیشه ای یا پلیمر مقاوم فیبر کربنی CFRP می باشند. تحقیق نشان داد که رابطه ای بین کاهش انحراف پانل و میزان خسارت وجود دارد. تمام انفجارهای تحقیقی انجام شده بخشی از برنامه پشتیبانی شده توسط اداره تحقیقات دریایی ONIR می باشند.
1. مقدمه
ساندویچ پانل های کامپوزیت دارای مزایایی در مقایسه با مواد سنتی ساخت کشتی هستند و این مزایا شامل اثرات رادار کوتاه – طراحی سبک وزن – مقاومت در برابر فرسایش و ترکیبی از این فاکتورها برای کاهش مصرف سوخت و هزینه نگه داری می باشند. در کاربردهای دریایی ، خطر شروع حمله در سطح آب و زیر آب زیاد است ، بنابراین ، مقاومت در برابر انفجار برای این ساندویچ پانل های کامپوزیت اهمیت زیادی دارد. ساندویچ پانل های کامپوزیت بزرگ دارای هسته های فوم استیرین آکریلونیتریل SAN توسط اورا- هوپر و دیر( 1) در معرض بارهای 30 kg C4 قرار می گیرند . فوم پلی وینیل کلرید PVC یک گزینه رایج برای هسته های ساندویچ پانل های کامپوزیت هستند. هو و فت و پالا از راه حل های تحلیلی برای پیش بینی واکنش ساندویچ پانل دارای هسته فوم پی وی سی در شرایط وجود بار انفجار استفاده کردند (2). رفتار تاثیر شتاب پایین ساندویچ پانل های کامپوزیت دارای هسته فوم پلی متاکریلیمید PMI همراه با مقاومت ارتجاعی پانل های کامپوزیت بعد از تاثیر توسط شیپسا و زنکرت مورد بررسی قرار گرفتند (3) . SAN - PVC و PMI انواع فوم پلیمرهای رایجی هستند که در ساندویچ پانل های کامپوزیت کاربرد دارند و این تحقیق به بررسی عملکرد انفجار هوا این سه ماده می پردازد.
6. نتیجه گیری
نتایج اصلی به دست آمده از این تحقیق به صورت نکات زیر جمع بندی شده اند :
• هسته پلیمری فوم های SAN کمترین انحراف و کشش از میان سه فوم پلیمری بررسی شده در شرایط انفجار هوا می باشد.
• انحراف و کشش کم پانل های SAN نتیجه خسارت کمتر حاصل از حفظ مقاومت پانل است.
• بکارگیری هسته های SAN با تراکم درجه بندی شده باعث کاهش انحراف پانل در بارگیری های انفجار زیر آبی می شود.
• رابطه ای بین کاهش انحراف پانل و خسارت ها وجود دارد و ترکیب بهینه باید شناسایی شود.
Abstract
A range of composite sandwich panels with different polymeric foam cores and face-sheets were subjected to full-scale air and underwater blast testing. The air blast panels had glass fiber reinforced polymer (GFRP) face-sheets with three different polymeric foam cores: styrene acrylonitrile (SAN), polyvinylchloride (PVC) and polymethacrylimide (PMI). The panels were subjected to 100 kg TNT equivalent charge from a stand-off of 15 m. The SAN panel had the lowest deflection and suffered from the least damage. The underwater blast panels had either a single density or graded density SAN foam core and either glass fiber reinforced polymer or carbon fiber reinforced polymer (CFRP) face-sheets. The research revealed that there is a trade-off between reduced panel deflection and damage. All the blast research that has been performed is part of a program sponsored by the Office of Naval Research (ONR).
1. Introduction
Composite sandwich panels offer a number of advantages over traditional ship building materials including low radar signature, lightweight design, corrosion resistance and the combination of these factors to reduce fuel and maintenance costs. In naval applications the threat of an attack launched both at the surface and underwater is high, therefore the blast resistance of these composite sandwich panels is of high importance. Large scale composite sandwich panels with styrene acrylonitrile (SAN) foam cores were subjected to 30 kg C4 charges by Arora, Hooper and Dear [1]. Polyvinyl chloride (PVC) foam is a common choice for composite sandwich panel cores. Hoo Fatt and Palla used analytical solutions to predict the response of a PVC foam core sandwich panel when subjected to blast loading [2]. The low velocity impact behavior of composite sandwich panels with polymethacrylimide (PMI) foam cores was investigated by Shipsa and Zenkert along with the residual strength of the composite panels after impact [3]. SAN, PVC and PMI are common foam polymer types that are finding application in composite sandwich panels and this research will investigate the air blast performance of these three materials.
6. Conclusion
The main conclusions drawn from this research are summarized in the following points:
- SAN foam polymer core has the lowest deflection and pull-out of the three polymer foams tested under air blast.
- The low deflection and pull-out of the SAN panel is a result of less damage as the stiffness of the panel is retained.
- Implementing a graded density SAN core reduces the panel deflection in underwater blast loading.
-There is a trade-off between reduced panel deflection and damage, an optimal combination needs to be identified.
چکیده
1. مقدمه
2.مواد
3.روش تجربی
3.1 موقعیت انفجار هوایی
3.2 ارزیابی خسارت بعد از انفجار هوا
3.3 موقعیت انفجار زیر آب
3.4 ارزیابی خسارت بعد از انفجار زیرآبی
4. نتایج آزمایش
4.1 نتایج انفجار هوا
4.2 ارزیابی خسارت انفجار هوا
4.3 نتایج انفجار زیر آب
4.4 ارزیابی انفجار زیر آب
5. بحث
6. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Materials
3. Experimental procedure
3.1. Air blast setup
3.2. Post air blast damage assessment
3.3. Underwater blast setup
3.4. Post underwater blast damage assessment
4. Test results
4.1. Air blast results
4.2. Air blast damage assessment
4.3. Underwater blast results
4.4. Underwater blast damage assessment
5. Discussion
6. Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه