بررسي جذب انرژي در جزء فداشوندۀ لكوموتيو ER24PC زيمنس

Study of Energy Ebsorption of Crushing Element in ER24PC Locomotive

در اكثر وسایل نقلیه برای جلوگیری از خسارت‌ها و یا كاهش آن از سیستم¬های جاذب انرژی استفاده می¬شود. در این مقاله جذب انرژی در جزء فداشوندۀ لكوموتیو ER24PC زیمنس مورد بررسی قرار گرفته است. پس از معرفی و نحوۀ عملكرد این قطعه در حین برخورد، مدل‌سازی آن در نرم¬افزار آباكوس انجام شده و خصوصیات برخورد آن مورد ارزیابی قرار گرفته ¬است. با توجه به این‌كه شكل جزء فداشوندۀ لكوموتیو زیمنس هرمی است به‌منظور بررسی صحت نتایج حل عددی از یك حل تحلیلی استفاده شده است. در ادامه به‌علت این‌كه ضخامت ورق جزء فداشونده زیاد است و در حین برخورد ممكن است پاره شود استفاده از مدل آسیب مناسب در شبیه¬سازی¬های عددی ضروری است. از سه مدل آسیب استفاده¬شده در این مقاله، یك مدل آسیب در خود نرم¬افزار وجود دارد و برای دو مدل آسیب دیگر كدنویسی انجام شده است و با مقایسۀ نتایج حل عددی با نتایج تست آزمایشگاهی مدل آسیب مطلوب مشخص شده ¬است. به‌علاوه صحت مدل آسیب مطلوب از طریق استاندارد ECE R 66 بررسی شده است. سپس برای بهبود جذب انرژی در طی برخورد از فوم¬های فلزی به‌عنوان جاذب انرژی استفاده شده است. در نهایت عملكرد جزء فداشونده پرشده از فوم با جزء فداشوندۀ خالی مقایسه شده و عملكرد و بازدهی فوم داخل جزء فداشونده مورد ارزیابی قرار گرفته ¬است.

In most engineering structures the energy absorption systems are used to prevent or reduce damages. In this paper, performance of a crushing element of ER24PC locomotive is investigated. The numerical modeling of this crushing element, after introducing its operation, is performed using the Abaqus finite element software in order to evaluate its crushing characteristics. Since the shape of crushing element of ER24PC locomotive is tapered, an analytical solution has been used to validate the numerical results. Because of the thickness of crushing element, rupture may be occur in this element and using of a proper damage model is essential in order to simulate this rupture. From three damage models introduced in this paper, one damage model is already provided in Abaqus and the other two models have been coded. By comparing numerical results with experimental test results, proper damage model in software is developed and used in order to properly simulate the crashing process of considered element. The desirable damage model is verified by using ECE R66 standard. Finally in order to improve the energy absorption capacity metallic foam is used as a filler in energy absorber element. Through comparing the energy absorption behavior of foam filled crushing element with the non-filled element the foam performance in crushing element is evaluated.