Resistencia a Explosiones de Cilindros Sándwich Multicapa Confinados con Núcleo Corrugado Graduado

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Mecánica
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Estructural

Sus antecedentes:

• Los contenedores resistentes a explosiones son cruciales para proteger contra explosiones internas.
• Los diseños existentes a menudo enfrentan limitaciones en rendimiento y eficiencia.
• Los cascarones cilíndricos sándwich corrugados multicapa presentan un novedoso concepto estructural.

Objetivo del estudio:

• Investigar la resistencia a explosiones de cascarones cilíndricos sándwich corrugados multicapa uniformes y graduados.
• Identificar configuraciones óptimas para una protección mejorada contra explosiones.
• Explorar la influencia de los gradientes de espesor de pared del núcleo y la altura de la capa.

Principales métodos:

• Se utilizó análisis de elementos finitos (FEA) para simular cargas de explosión internas.
• Investigación sistemática de diseños de cascarones uniformes y graduados.
• Optimización utilizando un modelo sustituto de función de base radial y recocido simulado adaptativo.

Principales resultados:

• Los cascarones sándwich con paredes de núcleo gruesas internamente y delgadas externamente mostraron una resistencia superior a explosiones.
• Los gradientes de altura de la capa del núcleo (alto interno, bajo externo) mejoraron el rendimiento.
• Las estructuras con espesor de pared graduado superaron consistentemente a las graduadas en altura.
• La optimización identificó configuraciones para máxima resistencia a explosiones o mínima masa.

Conclusiones:

• Los cascarones sándwich corrugados multicapa graduados ofrecen una mayor resistencia a explosiones.
• Estrategias de graduación específicas, particularmente la graduación del espesor de la pared, son altamente efectivas.
• Las técnicas de optimización pueden adaptar los cascarones a requisitos de rendimiento específicos, equilibrando resistencia y masa.