بررسي و بهينه سازي رفتار جاذب‌هاي انرژي چند جداره و چندسلولي با مقاطع مختلف

Investigation and Optimization of Multi-walled Multi-cell Energy Absorbers considering Different Cross-sections

در اين مقاله به مطالعه رفتار جذب انرژي لوله‌هاي چند جداره و چند سلولي با مقاطع مختلف پرداخته شده است. شبيه‌سازي عددي براي مقاطع دايره‌اي و مربعي در نرم افزار آباكوس انجام ‌شد. ابتدا نتايج عددي با نتايج آزمايشگاهي موجود در مراجع مقايسه ‌شده است. سپس به مدلسازي چندين طرح مختلف از تركيب لوله‌هاي مخروطي و سلول‌بندي، پرداخته شده است. نتايج حاصل از چند سلولي كردن جاذب‌ها كه گوياي افزايش درصد بالاي جذب انرژي مخصوص بوده و براي طراحي سه نوع جاذب با پارامترهاي ضخامت، زاويه رأس، فاصله دو لوله و تعداد سلول استفاده شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي اين سه جاذب با پارامترهاي مختلف استخراج شده و معادلات توابع هدف بر حسب پارامترهاي طراحي با استفاده از روش رويه پاسخ از نتايج طراحي آزمايشات به دست آمده است. همچنين با استفاده از الگوريتم ژنتيك بر روي معادلات بدست آمده از روش رويه پاسخ، مشخصات جاذب بهينه مشخص و با نتايج شبيه سازي مربوط به آن جاذب صحه گذاري شده و به اين ترتيب طرح بهينه براي مقاطع مختلف به دست آمده است.

In this paper, the behavior of energy absorption and maximum force of multi-walled and multi-cell tubes with different cross sections have been studied. Energy-absorption behavior has been simulated using finite element method in ABAQUS software. Numerical simulations with quasi-static load assumption for circle and square-shaped peripheral sections were performed. In the first step, the numerical results of applied force displacement curve caused by movement of the upper barrier have been compared with existing experimental results in different sources. In addition, the tube geometry has been changed to obtain better energy absorption. Then, several models of multi-cell sectins have been modeled. Using multi-cellular results indicating a high percentage of specific energy absorption, three types of adsorbents were designed with specified thickness parameters, vertex angle, tube spacing and number of cells. Using the design of experiments, the results of the simulation of these three absorbers were extracted with different parameters. The objective function equations are extracted from experimental design results according to the parameters considered using the response procedure method. Also, by using the genetic algorithm on the equations obtained by the response surface model, the optimal absorber characteristics were determined and correlated with the simulation results.