A finite element analysis of the response of composite sandwich panels to blast loading

Abstract

Tampereen Teknillinen korkeakoulu on lähettänyt vuosittain kolme vaihto-opiskelijaa Manchesterin Yliopistoon (University of Manchester Institute of Science and Technology, UMIST) noin kahdeksan kuukautta kestävälle opintojaksolle. Opiskelijavaihto alkoi vuonna 1990. Tämä työ on tehty vuoden 1991 vaihto-opintojakson jälkeen Tampereen Teknillisen Korkeakoulun ja Teknillisen Mekaniikan laitoksen stipendiaattina. Työ on tehty kokonaisuudessaan UMISTissa osana Riza Wahonon tekemää, tekniikan tohtorin arvoon tähtäävää tutkimustyötä. Tutkimustyö oli jaettu kolmeen osa-alueeseen: kokeellinen, laskennallinen ja teoreettinen tutkimus. Tämän työn osuus projektista oli kokeellisten tulosten jälkikäsittely osittain sekä laskennallinen analysointi. Öljynporausteollisuus on kiinnostunut kuitulujitteisten komposiittikerroslevyjen dynaamisesta käyttäytymisestä kuormituksen ollessa hiilivetyräjähdyksen aiheuttama ylipainepulssi. Perinteiset metalliset suojaseinät haluttaisiin korvata kevyemmillä, mutta vähintään yhtä lujilla komposiittimateriaaleista valmistetuilla suojarakenteilla. UMISTissa on käynnistetty tutkimusohjelma, jonka tarkoituksena on selvittää räjähdyskuormitteisten komposiittipaneelien käyttäytymistä pienoismallikokeiden avulla. Kokeellisten tutkimustulosten perusteella on tarkoitus kehittää ja testata teoreettisia ja laskennallisia menetelmiä täysimittaisten kokeiden sekä varsinaisten seinäpaneelien esisuunnittelua varten. Täysimittaisten paneelien laskennallinen esisuunnittelu on tarkoitus suorittaa DYNA3D nimisellä epälineaarisen dynamiikan tehtäviin suunnitellulla elementtimenetelmäohjelmistolla. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää ohjelmiston soveltuvuus tehtävään ja suorittaa pienoismallikokeiden analysointi muutamissa esimerkkitapauksissa. /Kir11