بررسی جذب انرژی در ضربه‌گیرهای استوانه‌ای شیاردار با استفاده از روش سطح پاسخ

محورهای موضوعی : بهینه سازی

شیما شهروی ¹ (دانشجو)
محمد جواد رضوانی ² (عضو هیئت علمی)
علی جهان ³ (عضو هیئت علمی)

تاریخ دریافت : 1394/04/31 تاریخ پذیرش : 1394/05/09 تاریخ انتشار : 1391/12/01

کلید واژه: لوله استوانه‌ای شیاردار, فوم پلی‌اورتان, طرح آزمایشات, روش سطح پاسخ, جذب انرژی ویژه,

چکیده مقاله :

هدف از این مطالعه، بهبود طراحی و بالا بردن میزان کارآیی لوله‌های استوانه‌ای جدار نازک شیاردار پر شده از فوم پلی اورتان به عنوان سیستم جاذب انرژی می‌باشد. شیار‌ها به صورت محیطی در داخل و خارج لوله با فاصله‌های مساوی از یکدیگر، ایجاد می‌شوند. جهت دستیابی به این هدف تاثیر قطر لوله، فاصله‌ی شیار‌ها، عمق شیار‌ها، ضخامت لوله در محل شیار و چگالی فوم بر روی جذب انرژی ویژه لوله شیاردار بررسی می‌شود. در این مطالعه، شاخص جذب انرژی ویژه، با استفاده از تحلیل المان محدود و روش سطح پاسخ مورد بررسی قرار می‌گیرد و با ترکیب مختلف از متغیر‌های طراحی، تحلیل المان محدود به همراه فرآیند طرح آزمایشات اجرا می‌شود. استفاده از روش سطح پاسخ نشان می‌دهد که فاصله‌ی شیار‌ها، قطر داخلی لوله، ضخامت لوله در محل شیار و عمق شیار به ترتیب و توسط مدل درجه دوم با میزان جذب انرژی ویژه ارتباط دارند. علاوه بر این، تاثیر متقابل بین فاصله‌ی شیار‌ها - چگالی فوم و فاصله‌ی شیارها – قطر داخلی لوله بر روی جذب انرژی ویژه تاثیر‌گذار تشخیص داده شد.

چکیده انگلیسی:

The main objective of this research is improving the design and performance of the polyurethane foam-filled thin-walled aluminum grooved circular tubes. The tubes are shaped with the inner and the outer circular grooves at different positions along the axis. In this study, the effects of the grooves distance, tube diameter, grooves depth, foam density, and tube thickness are investigated on the Specific Energy Absorption (SEA) of grooved circular tubes. finite-element analysis (FEA) and response surface methodology (RSM) is carried out for crush force efficiency. Finite-element analysis is performed with design of experiments technique (DOE) at the different combinations of the design parameters. The results of RSM indicate that SEA is related to the grooves distance, tube diameter, tube thickness of the groove and groove depth, by a quadratic model. Moreover, the effects of the interaction between the grooves distance - the foam density and the grooves distance - the tube diameter on the SEA was significant.