بررسی عددی بازطراحی کفی پوتین‌های ایمنی ضدمین با دیدگاه کاهش بیشتر صدمات ناشی از موج انفجار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

2 کارشناس اداره استاندارد، سنندج، ایران.

dmej/dmej.2021.205767

چکیده

مقدمه: طراحی و ساخت کفی پوتین­های ضدمین در صنایع دفاعی و نظامی به‌منظور کاهش صدمات ناشی از انفجار، اهمیت بالایی دارد.
هدف و متدولوژی: در این پژوهش ابتدا به بررسی چند نوع کفی پوتین ضدمین پرداخته شده و سپس، مدل­های پیشنهادی به‌وسیله نرم‌افزار اجزاء محدود اتوداین طراحی و تحلیل شده­اند. برای صحت­سنجی نتایج حاصل از بررسی عددی از داده‌های آماری مربوط به پوتین ضدمین عنکبوتی که توسط پژوهش مرجعی ارائه شده، استفاده شد.
نتایج: نتایج شبیه‌سازی پژوهش حاضر با پژوهش مرجع از دقت قابل قبولی برخوردار بود. در مدل­های پیشنهادی ضریب اطمینان برای هر مدل محاسبه و نسبت به یک مدل پایه مقایسه گردید.
یافته های پژوهشی: مدل­های پیشنهادی با ترکیبی از فلزات و مواد کامپوزیتی با ضخامت­های مختلف طراحی شده است. بین نمونه­های بررسی شده طرحی که سطوح جانبی آن از ورق فولادی به ضخامت 1 میلی­متر و دو کفی سه لایه از جنس‌های فولاد، پارچه کولار-اپوکسی و شیشه-اپوکسی به­ترتیب با ضخامت‌های 1، 1 و 2 میلی‌متر استفاده شد، می‌تواند تا شصت درصد ضریب اطمینان را بهبود بخشد. همچنین، ساختار این نوع پوتین پیشنهادی به شکلی است که کف پا را به‌اندازه 15 سانتی­متر از مرکز انفجار دور می‌کند که موجب کاهش اثرات تخریب تا حدود 5 برابر می­گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical study of Redesign of Anti-mine Safety Boots with the View of Further Reducing the Damage caused by the Blast Wave

نویسندگان [English]

  • Saman Jafari 1
  • Mohammad Sheikh Ahmadi 2
1 PhD student, Mechanical Engineering Department, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
2 Iranian National Standards Organization, Kurdistan Province, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

Introduction: Designing and manufacturing anti-mine boots insoles is important in the military defense industry to reduce explosion damage.
Purpose and methodology: In this research, first, several types of anti-mine boots are examined and then, the proposed models are designed and analyzed by Autodein finite element software. The data presented by the reference research were used to validate the results of the numerical analysis.
Results: The simulation results of the present study with the reference research had acceptable accuracy. In the proposed models, the reliability coefficient for each model was calculated and compared to a base model.
Research Findings: The proposed models are designed with a combination of metals and composite materials with different thicknesses. Among the studied samples, a design with lateral surfaces of steel sheet with a thickness of 1 mm and two insoles of three layers of steel, Kevlar-epoxy fabric and glass-epoxy with thicknesses of 1, 1 and 2 mm were used, respectively. , Can improve reliability by up to 60%. Also, the structure of this type of boot is proposed in such a way that the sole of the foot moves 15 cm away from the center of the explosion, which reduces the destructive effects by up to 5 times.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shock wave
  • Defense equipment
  • Finite Element Method
  • Composite
  • Anti-mine boots