تحليل آماري تاگوچي در طراحي آزمايش هاي تجربي پوسته هاي كامپوزيتي به منظور جذب انرژي

Taguchi statistical analysis of experimental tests designed to absorb the energy of the composite shells

در اين مقاله روش آماري تاگوچي، در طراحي سازه پوسته هاي جاذب انرژي كامپوزيتي با هندسه استوانه اي پياده سازي شد. پارامترهاي شش-گانه طراحي سازه جاذب انرژي در نظر گرفته شده در اين پژوهش عبارتند از: پارامترهاي هندسي قطرداخلي، طول و ضخامت و پارامترهاي چيدمان لايه ها، نوع الياف تقويت كننده و نوع فرآيند ساخت و توليد كه پارامترهاي قطر داخلي، طول و چيدمان لايه ها، چهار سطحي و سه پارامتر ديگر دو سطحي مي باشند بنابراين از آرايه متعامد ال16 براي تحليل تاگوچي استفاده شده است. هدف از فرايند طراحي آزمايش در اين پژوهش، بيشينه كردن ميزان جذب انرژي مخصوص در سازه ي معرفي شده، بود. نتايج نشان داد كه به ترتيب چيدمان لايه ها و پارامترهاي هندسي قطر داخلي و ضخامت بيشترين اثر و پارامترهاي ديگر كمترين اثر را بر روي ميزان جذب انرژي مخصوص اين دسته از سازه ها دارند و لذا پيشنهاد مي گردد به سه پارامتر اول در فرآيند طراحي سازه هاي جاذب انرژي اهميت بيشتري داده شود. از ديگر نتايج مهم اين تحليل آماري، تعيين مشخصات بهينه پوسته جاذب انرژي كامپوزيتي با چيدمان لايه هاي (0/90)، قطر داخلي 63 ميليمتر، ضخامت 2 ميليمتر، فرآيند توليد قالبگيري كيسه اي، نوع الياف تقويت كننده كربن و طول 160 ميليمتر بود.

In this paper, Taguchi statistical method is implemented in the design of energy-absorbing composite shell structures with cylindrical geometry. Six energy-absorbing structure design parameters considered in this study are: geometric parameters including internal diameter, length and thickness; the other parameters are the stacking sequence of layers, fiber reinforcement type and manufacturing process. The first three parameters and the remaining ones have four and two levels respectively. So the orthogonal array L16 was used for analysis of Taguchi. The purpose of design process of experiment in this study was to maximize the amount of specific energy absorbed in the structure. The result shows that the stacking sequence of layers and geometry parameter including internal diameter and thickness had some effect and the other parameters had minimal effect on specific energy absorption The first three parameters had the most important role in design of energy absorbing structures. Another important result of this analysis was the optimal characteristics of composite energy absorbing shells with stacking sequence of layers (90/0), internal diameter 63 mm, thickness 2 mm, vacuum bag molding process, the fiber reinforcement type carbon and the length 160 mm were determined.