مطالعه عددی پایداری ستون‌های متخلخل فولادی تحت بار محوری

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 شهریور 1404   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2025.91091.1170

نویسندگان

جواد پیری¹؛ علی محمد ناصریان نیک^{* 2}؛ حمید سازگاران³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

²دانشگاه صنعتی قوچان

³دانشگاه صنعتی قوچان- گروه مهندسی صنایع- حمید سازگاران- 09352693344 و 09155528672

چکیده

فوم‌های فولادی یا فولادهای متخلخل به علت داشتن ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد در بسیاری از کاربردهای مهندسی می‌توانند به صورت موفقیت‌آمیز به کار برده شوند. در این پژوهش، با توجه به اهمیت مطالعه رفتار مکانیکی فوم‌های فولادی، به شبیه‌سازی و بررسی رفتار کمانشی این دسته از مواد مهندسی پیشرفته و نوظهور پرداخته شده است. به این منظور، از مدل‌سازی صریح حفرات و روش المان محدود کمک گرفته شده است. مطالعات برای سه شرط مرزی متفاوت، روی مدل‌هایی با درصدهای تخلخل 0، 10، 20، 30، 37 و 45 انجام گردید. با توجه به نو بودن مسئله مورد شبیه‌سازی، موضوع حساسیت به شبکه‌بندی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش میزان تخلخل، تعداد المان افزایش و بار بحرانی کمانش کاهش می‌یابد. مقادیر بار بحرانی به‌دست آمده برای مدل‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. اثر تخلخل بر رفتار کمانشی برای شرایطی که ستون‌های متخلخل فولادی دارای قید بیشتری هستند، کمتر است.

کلیدواژه‌ها

فوم‌ فولادی؛ شبیه‌سازی؛ کمانش؛ المان محدود؛ بار بحرانی

مراجع