Numerical analysis of blast loaded structure of thin-walled tubes

The paper presents the problems of modelling cylindrical specimens, loaded by pressure wave from the blast of explosive charge. The numerical simulation was performed using MSC.Dytran. The cylindrical specimen, along with top and bottom disks is modelled using solid elements. The influence of chosen parameters on the deformation process was investigated. That included material models, hourglass energy damping, rigid/deformable base models and cylinder -top disk connection model (contact/weld). The test rig was setup in numerical model. It consisted of rigid base and the base plate resting on it. The model of set of five energy absorbing cylinders was created. The load was modelled by applying a varying pressure to the top cover of the set. The pressure was applied to the whole top cover or to the chosen area in the middle of the top cover. The results of numerical simulation were compared to the results of experiments. In the case of load applied to the part of top cover, the deformation shape for numerical model was matching he real deformation of the structure.

W pracy przedstawiono problematyką modelowania elementów cylindrycznych obciążonych falą ciśnienia powstałą w wyniku detonacji ładunku materiału wybuchowego. Symulację numeryczną przeprowadzono w środowisku programu MSC Dytran. Do tworzenia modeli numerycznych cylindra, górnej pokrywy oraz podstawy użyto elementów bryłowych typu Solid. Rozpatrywano wpływ następujących parametrów na proces deformacji elementu cylindrycznego: model materiału, tłumienie energii hourglass, wprowadzenie odkształcalnej podstawy oraz połączenie cylindra i pokrywy za pomocą lutu. Utworzono model numeryczny stanowiska do badań pakietów elementów cylindrycznych składającego się z nieodkształcalnej podstawy i przymocowanej do niej płyty bazowej. Stworzono model pakietu elementów energochłonnych składający się z pięciu cylindrów. Obciążenie realizowano poprzez przyłożenie zmiennego w czasie ciśnienia do pokrywy górnej pakietu. Rozpatrzono przypadki obciążenia falą jednorodną rozłożoną na całym obszarze górnej pokrywy oraz falą ciśnienia działającą na wybrany obszar w środkowej części pokrywy. Wyniki obliczeń porównano z wynikami otrzymanymi na drodze eksperymentalnej. W drugim przypadku uzyskano zgodność postaci deformacji modelu numerycznego i konstrukcji rzeczywistej.