صنعت فرآوریهای شیمیایی اغلب شامل مخازن حاوی مایعات قابل اشتعال و فرآیندهایی است که منجر به وقوع حوادث بزرگ میشود. علیرغم دستاوردهای تکنولوژیکی بزرگ در جنبه ایمنی فرآیند، حوادث ایمنی هنوز هم هر از گاهی به دلیل خرابی تجهیزات، پارگی، الکتریسیته ساکن و بلایای طبیعی مانند حملات رعد و برق و طوفان رخ میدهد.
هنگامی که یک انفجار یا حادثه در مزارع مخازن رخ میدهد، مجموعههای مختلفی از پرتابهها (ترکشها) مانند قطعات و آوار ممکن است تولید شوند که بر سایر تأسیسات موجود در مسیر خود تأثیر میگذارد. اگر اهداف ضربهخورده دچار شکست شوند، پرتابههای بیشتری وجود خواهد داشت که سایر تجهیزات را تهدید میکند و منجر به یک توالی فاجعهبار به نام اثر دومینو میشود. به عنوان مثال یک حادثه در پالایشگاه Amuay ونزوئلا در سال 2012 رخ داد، انفجار به طور ناگهانی رخ داد که ناشی از نشت گاز از پمپ متصل به مخازن بود و آتش به سرعت به 11 مخزن دیگر سرایت کرد که منجر به کشته شدن 121 نفر و حدود 1/84 میلیارد دلار خسارت همراه با خسارت بر بیش از 3000 خانه، مدرسه و سایر سازهها شد. بنابراین، بررسی واکنش ضربه و حالت خرابی مخازن مهم است.
تحقیقات مهم زیادی برای بررسی اثر دومینو برای سازههای دیوار نازک، از جمله مکانیسمهای تولید قطعه از انفجارهای ناگهانی، پیشبینی، ضربهها و آسیبهای وارده به تجهیزات و حالتهای شکست انجام شده است.
عملکرد دینامیکی مخازن ذخیرهسازی استوانهای عمودی تحت ضربه جانبی (Lateral Impact) قطعات انفجاری برای بارگذاری ایمن آن مهم است. به منظور بررسی این موضوع از روش ترکیب آزمایش و شبیهسازی عددی استفاده میشود. بر اساس مدل مقیاسشده ساده مخازن استوانهای جدار نازک، آزمایشهای مدل ضربه جانبی با استفاده پرس ضربهای دارای یک چکش انجام میشود. سپس تغییر شکلهای معمولی و حالتهای شکست سازه به دست میآید.
پس از پردازش دادههای آزمایشی برای به دست آوردن منحنی نیرو – تغییر شکل و منحنی انرژی جذب، منحنیها برای مطالعه ویژگیهای پاسخ دینامیکی برای مخازن استوانهای تحت ضربه و همچنین تأثیرات طول مخازن و سرعت ضربه بر پاسخ دینامیکی سازه تجزیه و تحلیل میشود. سپس، از نرمافزار آباکوس برای شبیهسازی ضربه و پاسخ دینامیکی آن استفاده میشود. با تأیید اعتبار مدل عددی، توزیع تنش مخزن استوانهای در طول فرآیند ضربه تجزیه و تحلیل میشود. از طریق تجزیه و تحلیل پارامتری اجزای محدود، همراه با نتایج تجربی، تأثیرات سرعت ضربه، نسبت طول به شعاع و نسبت شعاع به ضخامت بر پاسخهای دینامیکی و همچنین حالتهای شکست سازه بررسی میشود. در برخی از بررسیها مشاهده شده است که حالت شکست مخزن استوانهای با سرعت ضربه و نسبت شعاع به ضخامت تغییر میکند، اما نسبت طول به شعاع تحت تأثیر قرار نمیگیرد. تغییرات بیشینه تغییر شکل و نیروی متوسط سازه با پارامترهایی مانند سرعت ضربه به دست میآید.
