دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 6 3 2016 09 22 Elasto-plastic time dependent impact analysis of high speed projectile on water surface تحلیل برخورد زمان‌مند الاستوپلاستیک پرتابه پرسرعت با سطح آب 281 298 811 10.22044/jsfm.2016.811 FA حسن فروزانی مربی، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز بهادر سرانجام دانشیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز رضا کمالی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز علی عبداللهی فر استادیار، دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شیراز Journal Article 2016 04 26 In this paper, elasto-plastic time dependent impact of high-speed projectile on water surface is simulated numerically using Arbitrary Lagrangian- Eulerian (ALE) method. The projectile is considered as elasto-plastic solid and its mesh is generated by Lagrangian approach. The water is also assumed as compressible fluid so its mesh is produced by Eulerian method. Three steps simulation are performed in this research; static, dynamic stress analysis and also impact analysis of full degrees of freedom (DOF) projectile on water surface using ALE method. The effects of fluid compressibility and cavitation are considered in last analysis. In order to validate results, the stress wave propagation produced in the projectile due to water impact is compared with exact ones. The results show that the maximum error compare with exact ones is 5%. Also the magnitude of maximum stress and location/path of fracture in the projectile are compared with experimental data. The good agreement between the predicted and analytical/experimental values shows the accuracy of this numerical algorithm. The impact of projectile on water surface is simulated with different angles. The results show that the safe zone of impact angle for present projectile is ±0.5°. در این مقاله، برخورد زمانمند الاستوپلاستیک پرتابه پرسرعت با سطح آب به صورت عددی با استفاده از روش اختیاری لاگرانژین-اویلرین شبیه سازی شده است. پرتابه یک جامد الاستوپلاستیک در نظر گرفته شده و شبکه آن به صورت لاگرانژین ایجاد شده است. آب نیز یک سیال تراکم پذیر فرض شده و شبکه آن با روش اویلرین تولید شده است. در این تحقیق شبیه‌سازی در سه گام انجام شده است؛ تحلیل تنش استاتیکی، دینامیکی و همچنین تحلیل برخورد پرتابه با درجات آزادی کامل با سطح آب به روش اختیاری لاگرانژین –اویلرین. اثرات تراکم‌پذیری سیال و کاویتاسیون در آنالیز آخر لحاظ شده است. به منظور صحه‌گذاری نتایج، انتشار موج تنش ایجاد شده در پرتابه ناشی از برخورد با آب، با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین خطا در مقایسه با نتایج تحلیلی حدود 5% است. همچنین مقدار بیشینه تنش و مکان/مسیر شکست در پرتابه با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شده است. تطابق خوب بین مقادیر پیش بینی شده و آزمایشگاهی/تحلیلی نشان دهنده دقت این الگوریتم عددی است. برخورد پرتابه با سطح آب با زوایای مختلف نیز شبیه‌سازی شده است. نتایج نشان می‌دهد که محدوده ایمن زاویه پرتاب برای پرتابه حاضر °5/0± می‌باشد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_811_e4426375e6692026edfa9d1b3d3d771b.pdf