بررسی تجربی و عددی اثر نوع و جایگاه ضربه زننده در جذب انرژی سازه های جدار نازک در بارگذاری جانبی

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

سجاد  دهقان پور ¹ (گروه مکانیک، واحد تویسرکان، دانشگاه آزاد اسلامی، تویسرکان، ایران)
حامد  خلیلی ² (گروه مکانیک، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران)
کیوان  حسینی صفری ³ (دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران)
یونس  محمدی ⁴ (دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران)

Received: 2015-12-30 Accepted : 2015-12-30 Published : 2015-08-01

Keywords: ABAQUS, لوله جدار نازک, انرژی جذب شده, بار جانبی,

Abstract :

ضربه یکی از موارد بسیار مهمی است که همواره در علم مکانیک مطرح بوده است. ماهیت ضربه به نحوی است که کنترل آن را مشکل می­سازد، در نتیجه لازم است که بتوان در مواقع نیاز از انتقال ضربه به قسمت های آسیب­پذیر یک سازه جلوگیری کرد. یکی از بهترین روش­های جذب انرژی ضربه، استفاده از لوله­ های جدار نازک فلزی با چگالی کم است. این لوله ­ها تحت ضربه دچار فرو ریزش شده و با جذب انرژی، مانع از آسیب رسیدن به قسمت­های دیگر سازه می­شوند. هدف از این تحقیق بررسی تغییر شکل و جذب انرژی لوله­های جدار نازک با شکل مقاطع دایره، شش ضلعی، پنج ضلعی، مربع و مستطیل و با حجم، ارتفاع، سطح مقطع متوسط، ضخامت و جنس یکسان، زیر سه حالت بارگذاری می­باشد. بارگذاری ها به صورت شبه استاتیکی بوده و از نتایج آزمایشگاهی به منظور بررسی دقت و صحت نتایج عددی استفاده شده است. نتایج حاصل از بررسی­ها نشان می دهد در حالت اول بارگذاری، بیشترین جذب انرژی توسط مقطع مربع و در حالت دوم و سوم بارگذاری مقطع مستطیل به صورت ایستاده بیشترین جذب انرژی را داشته­اند.

References:

[1] Mutcheler L.D., Energy absorption of aluminium tubing, Journal of Applied Mechanics, vol. 27, 1960, pp. 3-74.

 

[2] Deruntz V.A., Hodge P.G., Crushing of a tube between rigid plates, Journal of Applied Mechanics, vol. 30, 1963, pp. 95-391.

 

[3] Reid, S.R and Reddy, T.Y., Effects of strain hardening on the lateral compression of tube between rigid plates, International Jorunal of Solids and Structures, vol. 14, 1978, pp. 25-213.

 

[4] Reddy T.Y., Reid S.R., Lateral Compression of tubes and tube-system with side constrains, International Journal of Mechanic Sciences, vol. 21, 1980, pp. 99-187.

 

[5] Sinha D., Chitara N.R., Plastic colladse of squre rings, International Journal of Solid Structures, vol. 18, 1982, pp. 798-819.

 

[6] Kecman D., Bending collapse of rectangular and square section tubes, International Journal of Mechanic Sciences, vol. 25, 1983, pp. 598-601.

 

[7] Gupta N.K., Khullar A., Collapse of square and rectangular tubes in tranverse loading, Thin Walled Structure, vol. 27, 1999, pp. 342-356.

 

[8] Gupta N.K., Sekhon, G.S., Gupta P.K., A study of lateral collapse of square and rectangular, Thin Walled Structure, vol. 39, 2001, pp. 745-772.

 

[9] Gupta N.K., Sekhon, G.S., Gupta P.K., Study of lateral compression of round methallic tubes, Thin Walled Structures, vol. 43, 2005, pp. 895-922.

 

[10] Morris E., Olabi A.G., Hashmi M.J., Analysis of nested tubes type energy absorbers with different indenters and exterior constraints, Thin Walled Structures, vol. 44, 2005, pp. 872-885.

 

[11] Niknejad A., Liaghat G.H., Moslemi-Naeini H., Behravesh A.H., Experimental and theoretical investigation of the first fold creation in thin walled columns, Acta Mechanical Solida Sin, vol. 23, 2010, pp. 353–60.

 

[12] Niknejad A., Liaghat G.H., Moslemi-Naeini H., Behravesh A.H., Theoretical and experimental studies of the instantaneous folding force of the polyurethanefoam-filled square honeycombs, Material and Design, vol. 32, 2011, pp. 69–75.

 

[13] Niknejad A., Abedi M.M., Liaghat G.H., Zamani Nejad M., Prediction of the meanfolding force during the axial compression in foam-filled grooved tubes by theoretical analysis, Material and Design, vol. 37, 2012, pp. 144–51.

 

[14] Abedi M.M., Niknejad A., Liaghat G.H., Zamani Nejad M., Theoretical andexperimental study on empty and foam-filled columns with square andrectangular cross section under axial compression, International Journal of Mechanic Sciences, vol. 65, 2012, pp. 134–46.

 

[15] Yan L., Chouw N., Crashworthiness characteristics of flax fibre reinforced epoxy tubes for energy absorption application. Material and Design, vol. 51, 2013, pp. 629–40.

 

[16] Yan L, Chouw N, Jayaraman K. Effect of triggering and polyurethane foam-filler on axial crushing of natural flax/epoxy composite tubes. Material and Design, vol. 56, 2014, pp. 528–41.

 

[17] Mahdi E., Sultan H., Hamouda A.M.S., Omer A.A., Mokhtar A.S., Experimental optimization of composite collapsible tubular energy absorber device, Thin-Walled Structure, vol. 44, 2006, pp. 1201–1211.

 

[18] Zhang Y., Sun G., Li G., Luo Z., Li Q., Optimization of foam-filled bitubal structures for crashworthiness criteria, Material and Design, vol. 38, 2012, pp. 99–109.

 

[19] Arnold B., Altenhof W., Experimental observations on the crush characteristics of AA6061 T4 and T6 structural square tubes with and without circular discontinuities, International Journal of Crash worthiness, vol. 9, 2004, pp. 73–87.

 

[20] Cheng Q., Altenhof W., Li L., Experimental investigations on the crush behavior of AA6061-T6 aluminum square tubes with different types of through-hole discontinuities, Thin-Walled Structure, vol. 44, 2006, pp. 441–454.

 

[21] Alavi-Nia A., Badnava H., Fallah-Nejad Kh., An experimental investigation on crack effect on the mechanical behavior and energy absorption of thin-walled tubes, Material and Design, vol. 32, 2011; pp. 3594–3607.