Plated aluminium structures exposed to extreme pressure loads

Begrepet ekstreme trykkbelastninger beskriver trykklaster av høy størrelsesorden, kort varighet og ikke-lineær fordeling i tid og rom. Ekstreme trykkbelastninger er kritiske for designet av platestrukturer i en rekke av deres bruksområder, men per dags dato eksisterer ingen modelleringsmetode som er lettvinn, nøyaktig og allmenn tilgjengelig for industrien. På grunn av dette ble en ukoblet modelleringsmetode etablert. Trykklaster ble generert av Euler-modeller i EUROPLEXUS og brukt som lastbeskrivelse på den trykkutsatte overflaten til Lagrange-modeller i ABAQUS/Explicit. Det nye med metoden er at lasten blir beskrevet som et overflatenett. For å undersøke responsen til platestrukturer utsatt for ekstreme trykkbelastninger, og for å validere modelleringsmetoden, ble en ny testrigg til SIMLab Shock Tube Facility utviklet og en testmatrise ble konstruert. Den modulære testriggen gjorde det mulig å utsette forskjellige platestrukturer for ekstreme trykkbelastninger av varierende kompleksitet i kontrollerte omgivelser. I tillegg til å teste deformerbare platestrukturer ble forsøk utført på en rigid plate med piezoelektriske sensorer for å validere Euler-modellene. To deformerbare platestrukturer ble testet, en enkel plate og et panel med tre avstivere og en langsgående sveis, begge laget av aluminiumslegeringen AA6082-T6. Store plastiske deformasjoner, asymmetriske responser og brudd ble observert i forsøkene på de deformerbare platestrukturene utsatt for ekstreme trykkbelastninger. De to platestrukturene hadde forskjellige responser til lastsituasjonene, men begge varierte med størrelsesordenen og kompleksiteten til lasten. Lagrange-modellene klarte i stor grad å forutsi deformasjonsmodene til testeksemplarene. De asymmetriske responsene, tøyningslokaliseringene og bruddene ble alle gjengitt numerisk, men deformasjonenes størrelsesorden ble undervurdert. Lagrange-simuleringene av panelforsøkene med lavest trykk hadde god overenstemmelse med forsøkene, noe som indikerer at modelleringsmetoden er egnet til å forutsi strukturelle responser på ekstreme trykkbelastninger