Experimental studies of blast loaded structure of thin-walled tubes

The paper presents the custom design of the add-on shield, consisting of the set of cylindrical tube elements, protecting the main structure against the effect of the explosive blast pressure load. The experimental stand was designed and set up, allowing tests of protective structures loaded with pressure blast wave. The key parameter measured in experiments was the influence of protective shield on the deformation of protected structures under blast load. The deformation and strain in the protected plates was measured using strain gauges (ESAM Traveler bridge) with 100 000 Hz sampling. The PWM-14 explosives were used. Three groups of experiments were performed. In the first one the plate is directly loaded by the blast pressure wave originating from explosion in some distance from the plate. In the second type a single energy absorbing element is used on the plate, while in the third - a set of 4 or 5 energy absorbing elements is used on the plate, loaded by blast wave of explosion of 30-50 g charge. The plate deflection magnitude and the deformation shape of energy absorbing elements were compared for successive groups of experiments.

W pracy przedstawiono zaproponowane przez autorów rozwiązanie warstwy ochronnej - w postaci pakietu elementów cylindrycznych - zabezpieczającej konstrukcję przed skutkami eksplozji ładunku materiału wybuchowego. Omówiono projekt i wykonano stanowiska do badania płyt z warstwą ochronną obciążonych impulsem wybuchu. Głównym celem badań było określenie efektywności proponowanego rozwiązania poprzez określenie wpływu zastosowania warstwy ochronnej na odkształcenie płyty powstałe w wyniku detonacji ładunku MW. Pomiar odkształcenia i ugięcia płyty realizowano metodą elektrorezystancyjną przy użyciu mostka tensometrycznego ESAM Traveller. Zapis wyników odbywał się z częstotliwością 100 000 Hz. Jako materiał wybuchowy zastosowano plastyczny materiał wybuchowy PMW-14. W programie badań zrealizowano trzy rodzaje eksperymentów. Pierwszą grupę stanowiły badania, w których detonacja ładunku wybuchowego odbywała się w pewnej odległości od badanej płyty a powstała w wyniku detonacji fala nadciśnienia oddziałuje bezpośrednio na płytę. Drugą grupę badań stanowią eksperymenty z pojedynczym elementem energochłonnym i detonacją ładunku w pewnej odległości od niego. Trzecią grupę badań stanowiły eksperymenty z udziałem pakietów cztero- i pięcioelementowych poddanych działaniu ładunków o masie 30-50 gramów. Porównano wielkość deformacji płyty dla poszczególnych przypadków oraz postacie deformacji pojedynczych elementów i pakietów elementów energochłonnych.