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Efectos de explosión en las estructuras cilíndricas de concha delgada del Hyperloop

Autores: Kaewunruen, Sakdirat; Roxburgh, Joseph; Remennikov, Alex M.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Efectos de explosión en las estructuras cilíndricas de concha delgada del Hyperloop


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Hiperloops
MagLev
Respuestas de explosión
Estructura de concha delgada
Estudio paramétrico
Puertos de ventilación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas guiados de superalta velocidad, como los hyperloops y MagLev, están altamente en riesgo de amenazas cibernéticas y físicas, ya sean de origen natural o provocadas por el hombre. Este estudio adopta un método de elementos finitos no lineales para investigar y analizar las respuestas a explosiones de una estructura delgada en forma de concha, que forma parte esencial del sistema de túneles del Hyperloop. La estructura delgada en forma de concha es un tubo cilíndrico longitudinal utilizado en conceptos de trenes hyperloop que tendrá la capacidad de transportar cápsulas de pasajeros a velocidades superiores a 1000 km/h. Se ha llevado a cabo un robusto estudio paramétrico sobre un cilindro metálico delgado de acuerdo con los resultados experimentales para validar el enfoque de modelado de simulación de explosiones. Además, se han realizado estudios de caso para simular los efectos de diferentes cargas de explosivos (equivalente a TNT) de 10 kg, 15 kg y 20 kg. Dado que el sistema hyperloop se encuentra en sus etapas de desarrollo, también se simulan posibles modificaciones de diseño para ajustar el grosor del cilindro delgado. Nuestros hallazgos demuestran que paredes más gruesas de 30 mm producen desplazamientos dinámicos casi insignificantes con presiones de explosión más bajas. Sin embargo, esta modificación puede causar serias repercusiones en términos de costos de infraestructura. Por esta razón, se han propuesto puertos de ventilación para mitigar las explosiones y alterar y aliviar los efectos de las explosiones en las deformaciones del tubo. Las nuevas ideas revelan que el aumento del tamaño de los puertos de ventilación puede incrementar significativamente las deformaciones por impulso del tubo hyperloop, pero son clave para reducir las presiones de explosión dentro de la infraestructura del activo. Estos hallazgos informarán a los ingenieros del hyperloop sobre posibles soluciones de diseño para garantizar la seguridad y fiabilidad de los futuros viajes en tren hyperloop en medio de los riesgos e incertidumbres de las amenazas cibernéticas y físicas.

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