Explosiebelasting
7 januari 2003 | 10.30 uur
hr. G. Pape | werktuigbouwkundig ingenieur.
Promotor | Prof.dr.ir. A. Bakker (fac TNW)
Flow Stress and Ductile Failure at Varying Strain Rates
Dit onderzoeksproject richt zich op een verbetering van
modelleringstechnieken voor de voorspelling van het bezwijken van
explosiebelaste constructies. De constructie die wordt beschouwd in dit
project is een oorlogsschip. Uit experimenten op ware grootte is gebleken
dat inwendige panelen in schepen de neiging hebben om in het moedermateriaal
of warmte beïnvloede zone vlakbij de gelaste rand te scheuren wanneer ze
belast worden door blast-belasting ten gevolge van een inwendige explosie.
De vloeispanning van het materiaal is experimenteel onderzocht. De invloed
van de vervormingssnelheid is in acht genomen voor vervormingssnelheden in
het bereik van 10-4 - 102 s-1. Het faalgedrag van het plaatmateriaal is
experimenteel onderzocht. Er zijn trekproeven uitgevoerd voor gekerfde
proefstaven. Het breukgedrag is gemodelleerd in het eindige elementen pakket
Abaqus. De invloed van de vervormingssnelheid op de breukvoorspelling is
onderzocht voor het Rice en Tracey model. Er worden relatief kleine
reducties van de breukrek voorspeld, die binnen de experimentele spreiding
vallen. In de numerieke breukvoorspellingen is gebruik gemaakt is van een
karakteristieke elementlengte voor de kerftip. De schade volgens het Rice en
Tracey model is gemiddeld over elk element. De afstand tussen de insluitsels
is in rekening gebracht gebruikmakend van deze benadering, omdat het
materiaal kan worden gedacht te zijn opgebouwd uit een regelmatige
rangschikking van kubusjes, waarvan elk één insluitsel of holte bevat.
Voorspellingen van de breukrek laten nog steeds een aanzienlijk verschil
zien met de experimentele waarden. Echter, deze aanpak zou als een eerste
benadering van de breukvoorspelling kunnen worden gebruikt.
Voor verder lezen:
* Metal failures mechanisms, analysis, prevention by Arthur J.
McEvily, 2002
* Understanding how components fail by Donald J. Wulpi, 1999
* Failure analysis of engineering materials by Charlie R. Brooks and
Ashok Choudhury, 2002
* Fracture mechanics by M. Janssen, J. Zuidema and R.J.H. Wanhill,
2002
* Mechanical behavior of materials by Thomas H. Courtney, 2002
Maarten van der Sanden
Wetenschapsvoorlichter
Universiteitsdienst TU Delft /
Dir. Marketing & Communicatie
tel.: +31 15 2785454
fax: +31 15 2781855
GSM: +31 (0)6 20408176
Technische Universiteit Delft