-
سبد خرید شما خالی است!
نمایش منو
سبد خرید شما خالی است!
شبیه سازی تخریب انفجاری سازه ها
در ادامه مقالات آموزشی مربوط به رشته مهندسی مکانیک گرایش جامدات در این مقاله آموزشی به کاربردی از نرم افزار پرکاربرد Autodyn پرداخته می شود . در مقالات آموزشی قبلی به آشنایی با نرم افزار Autodyn و آموزش نصب نرم افزار Autodyn پرداخته شد و ذکر گردید که نرم افزار Autodyn از مهم ترین و پر کاربردترین نرم افزار های مهندسی مکانیک در کارشناسی ارشد می باشد که بسیاری از دانشجویان و فارغ التحصیلان با استفاده از نرم افزار Autodyn به ارایه مقالات علمی و پژوهشی , پایان نامه های کارشناسی ارشد و پروژه های صنعتی می پردازند . در ادامه به کاربرد نرم افزار Autodyn در مهندسی مکانیک یعنی شبیه سازی تخریب انفجاری سازه ها می پردازیم . در بسیاری از موارد به منظور نوسازی بناهای فرسوده و یا تأمین فضاهای شهری مورد نیاز ، ساختمان های فرسوده و قدیمی بایستی تخریب شوند . ضرورت افزایش سرعت ، ایمنی و کاهش بار مالی در تخریب سازه‌ها ، کارشناسان مجریان این پروژه‌ها را از روش‌های دستی و مکانیکی به روش تخریب توسط عملیات انفجار سوق داده است . مدلسازی نحوه انفجار سازه و سقوط آن کمک شایانی به انجام اینگونه عملیات ها و پیش بینی مخاطرات احتمالی آن می‌کند . نرم افزار Autodyn یکی از نرم افزارهایی است که به کمک آن می توان فرآیند تخریب سازه ها توسط انفجار را شبیه سازی کرد .
به عنوان مثال در اینجا به بررسی رفتار یک سازه بتنی تحت بارگذاری انفجاری پرداخته می شود . به این منظور ابتدا مدل سه بعدی سازه بتنی در برنامه Ansys workbench ساخته می شود و سپس به منظور شبیه سازی انفجار ، مدل ساخته شده وارد نرم افزار Autodyn می شود . مدل ساخته شده از این سازه در شکل 1 دیده می شود .
شکل 1. نمای سازه در محیط Anysys و پلان سازه
پس از ورود مدل Autodyn ، با معرفی فضای اویلری (هوا) و اعمال شرایط مرزی ، مقدار 100 کیلوگرم TNT در بخشی از سازه قرار می گیرد . در حقیقت در این تحلیل 4 نوع مواد بکار برده شده است که عبارتند از بتن ، فولاد ، ماده منفجره و هوا که خصوصیات و مدل رفتاری هر یک باید به درستی اختصاص داده شود . مدل توسعه داده شده در محیط نرم افزار Autodyn و بخش های مختلف آن در شکل 2 دیده می شود.
شکل 2. اجزا مختلف مدل شبیه سازی شده در نرم افزار Autodyn
پس از اعمال انفجار در مدل ، می توان نتایج شبیه سازی را از روی خروجی های متعدد نرم افزار Autodyn به دست آورد . به عنوان مثال ، می توان نتیجه های کلی مانند کنتورهای دما ، آسیب و جابجایی را از مدل استخراج کرد و یا اینکه برای بررسی های دقیق تر رفتار سازه ، یک تیر و یا یک ستون را انتخاب و رفتار آن را بررسی کرد . به عنوان مثال ، شکل 3 میزان آسیب وارد شده به بخش های مختلف سازه را در بازه های زمانی مختلف نشان می دهد . همچنین شکل 4 میزان جابجایی تیر B1 را در بازه های زمانی مختلف نشان می دهد .
در کل می توان نتایج این شبیه سازی را اینگونه خلاصه کرد که در لحظه رسیدن موج انفجار به سازه اولین نقاطی که در سازه دچار تخریب می شوند نقاط اتصال تیر به ستون و نقاط اتصال ستون ها به زمین بخاطر گیر دار بودن آنها بودند . همچنین ستون هایی که در روبروی محل انفجار بودند تخریب بیشتری نسبت به ستون های دیگر داشتند . با پیشرفت موج انفجار در سازه یک برگشت در جابجایی در سازه بوجود می آید که این جابجایی در ستون های دورتر از محل انفجار بیشتر اتفاق می افتد . در کل بیشترین تخریب سازه مربوط به تیرها مخصوصا در وسط دهانه بوده است .
شکل 3. کنتور آسیب وارد شده به سازه در بازه های زمانی مختلف
شکل 4. میزان جابجایی تیر B1 در بازه های زمانی مختلف
در این مقاله سعی با آشنایی بازدید کنندگان و دانشجویان کارشناسی ارشد با قابلیت های نرم افزار Autodyn , کاربرد آن شد که امیدواریم برای ارایه مقالات علمی و پژوهشی , پایان نامه های کارشناسی ارشد و پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد .
مقاله های آموزشی مرتبط :
