تحليل فروريزش محوري و مايل پوسته هاي مخروطي توخالي و تقويت شده با فوم تحت شرايط مرزي گيردار

Investigation of Axial and Oblique Crushing of Empty and Foam-Filled Conical Tubes under Clamped Boundary Condition

در اين تحقيق به بررسي تجربي و عددي جذب انرژي و تغييرشكل لوله‌هاي جدارنازك مخروطي تحت بارگذاري محوري و مايل پرداخته شده است. هدف از انجام اين تحقيق بررسي اثر تغييرشكل هندسي براي لوله هاي مخروطي گيردار بر ميزان جذب انرژي و بررسي اثر فوم درون آن براي جذب انرژي بيشتر ناشي از برخورد محوري و مايل است. در بخش تجربي، ابتدا لوله هاي از جنس آلومينيوم به صورت توخالي و توپر با فوم پلي يورتان تهيه شد و سپس آزمايش هاي شبه استاتيكي با نرخ بارگذاري ثابت بر روي نمونه ها انجام گرفت و دياگرام نيرو-جابه جايي در هر آزمايش اندازه گيري شد. در بخش عددي، شبيه سازي پديده فروريزش محوري و مايل بر مقاطع جدارنازك با نرم افزار اباكوس صورت گرفت. مقايسه نتايج تجربي و شبيه‌سازي نشان مي‌دهد مدل ارائه‌شده روش مناسبي براي تعيين پاسخ فروريزش و تعيين نمودار نيرو- جابه جايي فراهم مي‌كند. تأثير پارامترهاي موثر بر عملكرد جاذب انرژي مخروطي توخالي و تقويت‌شده با فوم پلي‌يورتان با استفاده از مدل عددي بررسي مي‌شود كه پارامترهاي مهم شامل ضخامت ديواره و زاويه نيم رأس است. در ادامه تحقيق براي بررسي اثر سرعت بر پاسخ ديناميكي از نسبت انرژي جذب‌شده در بارگذاري ديناميكي به انرژي جذب شده در بارگذاري شبه استاتيك استفاده مي شود.

In this study, the numerical and experimental study of energy absorption and deformation of thin-walled conical tubes under axial and oblique loading is studied. The purpose of this study was to investigate the effect of geometry on the energy absorption of clamped conical tubes and effect of foam-filled tubes to absorb more energy under axial and oblique crushing. In the experimental part, empty aluminum tubes filled with solid polyurethane foam were prepared and then the quasi-static tests with static loading rates were performed on samples and the load-compression diagrams in each test were obtained. In the last part of this study simulation of the phenomenon of axial and oblique on thin sections was carried out with the ABAQUS software. The comparison of numerical and experimental results showed that the present model provides an appropriate procedure to determine the collapse mechanism and load-compression curve. The model is used to evaluate the effects of important parameters defined in empty and foam-filled clamped samples such as wall thickness and semi-apical angle of conical samples. A dynamic amplification factor is considered to relate the quasi-static results to dynamic response of conical shock absorber.