مدل سازی و تحلیل شیرهای قطع انفجاری

سیستم های مکانیکی مختلفی که از مکانیزم فعال کننده انفجاری استفاده می کنند، به شکل متداولی در کاربردهای متنوّع صنعتی، هوافضایی و دفاعی به کار می روند. این سیستم ها می توانند از طریق انفجار حجم کوچکی از یک منبع انرژی تعبیه شده، انرژی قابل توجّهی را در مدت زمان بسیار کوتاه و با قابلیت اطمینان بالا، در مناطق دوردست فراهم و از آن در جهت عملکردهای خاص خود استفاده کنند. شیرهای انفجاری دسته ای از این سیستم ها هستند که به منظور قطع، وصل، تغییر مسیر، انشعاب یا اتّصال جریان سیّال در لوله های انتقال به کار می روند. هدف این پژوهش، به دست آوردن یک مدل ریاضی جامع برای توصیف رفتار شیرهای قطع انفجاری به منظور استفاده در مطالعات بهینه سازی این سیستم ها و یا طراحی سیستم های مشابه بوده است. این مدل، فرآیندهای انفجار سوخت جامد، حرکت المان مسدودکننده مسیر سیال در اثر انفجار، اندرکنش بین سیال و المان مسدودکننده و نهایتاً تداخل هندسی منجر به تغییرشکل الاستوپلاستیک المان مسدودکننده و بدنه شیر با در نظر گرفتن اثرات سخت شوندگی مواد را به طور همزمان در نظر می گیرد. دستگاه معادلات دیفرانسیل استخراج شده سپس با استفاده از روش های عددی حل شده و پارامترهای توصیف کننده عملکرد شیر از جمله تاریخچه فشار و دمای گازهای حاصل از انفجار، سرعت و موقعیت المان مسدودکننده، تنش های ایجاد شده در اثر تداخل و میزان تغییرشکل بدنه شیر استخراج گردیده اند. جهت تحلیل دقیق تر موضوع و همچنین اعتبارسنجی روابط به دست آمده از حل تحلیلی، یک تحلیل عددی نیز با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود abaqus انجام گرفته است.