تعیین طول بهینه موجگیر و تحلیل درب ضد انفجار فولادی در تونل دارای موجگیر

پیمان, صفا; طولابی, هادی

تعیین طول بهینه موجگیر و تحلیل درب ضد انفجار فولادی در تونل دارای موجگیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار دانشکده مهندسی و پدافند غیرعامل، دانشگاه جامع امام حسین علیه السلام

² دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

هدف از این پژوهش، بررسی اثر موجگیر در کاهش اثر انفجار در تونل و کاهش بار وارده به درب ضد انفجار انتهای تونل و تحلیل انواع درب برای تعیین عملکرد بهتر دربرابر انفجار است. برای نیل به این هدف، انتشار موج ناشی از انفجار خرجهایی از نوع TNT با وزن مختلف در دهانه تونل دارای موجگیر شبیهسازی شده است. برای شبیهسازی عددی از هیدروکد AUTODYN استفاده شده است. شبیهسازی و مدل‌سازی عددی با روابط تحلیلی و تجربی مطالعات پیشین مقایسه و اعتبارسنجی شد. با توجه به بیشینه فشار وارده به تقاطع تونل، مکان مناسب موجگیر، طول بهینه موجگیر و اثر آن در مقدار فشار حداکثر انتهای تونل بررسی شده است. خروجی بار وارده به انتهای تونل (محل درب ضد انفجار) حاصل از این مدلسازی که به صورت بار انفجاری وابسته به زمان است به نرم‌افزار ABAQUS جهت تحلیل و مقایسه انواع درب‌های ضد انفجار انتقال یافت. با توجه به باروارده به درب ضد انفجار، درب لولایی با هندسه مختلف تخت و قوسی با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS تحلیل شده و تغییرمکان ماکزیمم و تنش فون- میسز دربها با هم مقایسه شد. نتایج بررسیها نشان میدهد که عملکرد درب قوسی بهتر از درب تخت است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26762935.1400.12.4.1.3

عنوان مقاله [English]

Determination of optimum lenth of blast wave trap and Analysis of steel explosion-proof door in the tunnel with a blast wave trap

نویسندگان [English]

Safa Peyman ¹
hadi toulabi ²

¹ Imam Hossein University

² Imam Hossein University

چکیده [English]

The purpose of this study is to investigate the effect of blast wave trap on reducing the detonation effect in tunnels and its effect on reducing the load on the explosion-proof door end of the tunnels and to analyze the types of doors in order to determine which type has the best performance against detonation. To this end, the propagation of the waves induced by the explosion of TNT-type beams with different weights is simulated in the tunnel span with a blast wave trap. The AUTODYN hydrocode is used for numerical simulations. The simulation and numerical modeling are compared and validated with analytical and empirical relationships of previous studies. Considering the maximum pressure applied to the tunnel intersection, the proper location of the blast wave trap, the optimal blast wave trap length and its effect on the maximum value of the tunnel end pressure are investigated. The output of the load applied to the end of the tunnel (location of the explosion-proof door) resulting from this time-dependent explosive load modeling is transferred to ABAQUS software to analyze and compare the types of explosion-proof doors. From the point of the load exerted on explosion-proof doors, hinged doors with different flat and arched geometries are analyzed using ABAQUS software and the maximum displacement and von-Mises stress of the doors are compared. The results show that the arch door performs better than the flat door.

کلیدواژه‌ها [English]

Explosion
Tunnel
Optimum Length of Blast Wave Trap
Analysis of the Explosion-Proof Door

مراجع

Bulson, P. S. “Explosive Loading of Engineering Structures”; E & FN SPON, 1997.##
Henrych J. ”The Dynamics of Explosion and Its Use”; Elsevier, Amsterdam, 1979.##
Gurke, G.; Scheklinski-Gluck, G. “An Investigation of Blast Wave Penetration into a Tunnel Entrance”; Report E7/80, Ernst-Mach-Institue der Fraunhofer-Gesellshaft, ; Freiburg, Germany,; 1980.##
Binggeli, E.; Anet, B. “Experimentelle Untersuchung der Ausbreitung Iconventioneller Luftstösse in Tunnelsystemern”; 5th Int. Symp. Interaction of Conventional Munitions with Protective Structures, Mannheim,Germany, April 1991, p. 209.##
Igara, O.; Wu, X.; Falcovitz, J.; Meguro, T.; Takayama, K.; Heilig, W. “Experimental and Theoretical Study of Shock Wave Propagation through Double-Bend Ducts”; J. Fluid Mech. 2001, 437, 255–282.##
Christopherson, D. G. “Structural Defence”; UK Ministry of Home Security, Civil Defence Research Committee paper RC 450, 1946.##
Peyman, S.; Tahmasebzadeh, M. “Effect of Blast Wave Trap in Tunnels with 90 Degrees Bend on Reduction of Pressure Produced by An Explosion Outside The Tunnel”; Defence Sci. & Technol. 2015, 201-210.##
DOD, U.F.C. “UFC3-340-02: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions”; US DOD. Washington, DC, USA, 2008.##
Li, Ch.; Qin, F.; Ya-Dong, Z.; Yi, Z.; Jun-Yu, F. “Numerical and Experimental Investigations on the Blast-resistant Properties of Arched RC Blast Doors”; J. Protect. Struct. 2010, 17, 425-441.##
Choi, Y.; Lee, J.; Yoo, Y. H.; Yun, K. “A Study on the Behavior of Blast Proof Door under Blast Load”; J. Precision Eng. Manufacturing 2016, 17, 119-124.##
Underground structural department “Design of explosion-proof doors”; Translated and Edited: Emen Gostaran Mohit Company in Persian.##
Jingbo, L.; Qiushi, Y.; Jun, W. “Analysis of Blast Wave Propagation inside Tunnel”; Trans. Tianjin University, 2008, 14, 358-362.##
“Design of Structures to Resist Nuclear Weapons Effects”; ASCE Manuals and Reports of Engineering Practice; no .42. ##
Mojtahedpour, M. “Influence of Building Shape on Stress Distribution caused by Blast Wave”; M.Sc. Thesis, Persian Gulf University, Bushehr.##