تخریب خمشی جاذب‌های انرژی جدار نازک و ارائۀ مدل ساده‌شدۀ عددی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 9، دوره 26، شماره 2 - شماره پیاپی 12، شهریور 1394، صفحه 119-128   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v26i2.29652

نویسندگان

احمد رحمتی علایی¹؛ محسن غضنفری¹؛ مجید شهروی^{* 2}

¹علم و صنعت تهران

²دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

سیستم‌های جذب انرژی ضربه در صنایع مختلف به‌ویژه در صنایع خودروسازی و ریلی به‌عنوان راه‌حلی برای کم کردن اثر ضربۀ وارد به سرنشینان و بالا بردن ایمنی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این ‌مقاله بر ‌روی رفتار تخریب خمشی جاذب‌های انرژی جدار نازک با مقاطع ‌دایروی و مربعی تمرکز می‌کند. تئوری به‌کار گرفته‌شده در آن تعادل انرژی کل است. مود متداول تخریب خمش جهت استخراج روابط، مد نظر می‌باشد. به همین منظور روابط به‌دست آمده با نتایج منتشرشده برای مقاومت خمشی سازه‌های لوله‌ای جدار نازک شامل مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی مقایسه شده‌اند. در ادامه با استفاده از رابطۀ مقاومت خمشی استخراج‌شده، مدل‌های ‌ساده‌شده برای لوله‌ها‌ی دایروی و مربعی معرفی می‌گردند. مزیت اصلی مدل‌های ‌ساده‌شده به‌عنوان یک تکنیک مدل‌سازی بحرانی، کاهش چشمگیر در زمان محاسبات رایانه در مراحل اولیۀ طراحی با ارائۀ نتایج نزدیک به مدل اصلی است. بدین منظور با شبیه‌سازی ضربۀ محوری لولۀ دارای خم با کمک نرم‌افزار المان محدود‌ دینامیکی ‌غیرخطی LS-DYNA، نتایج به‌دست آمده مقایسه گردیده‌اند، تا دقت مدل ساده‌شده و هم‌چنین رابطه مقاومت خمشی استخراج‌شده صحت‌سنجی گردد.

کلیدواژه‌ها

جاذب انرژی؛ دایروی-مربعی؛ ضربه؛ تخریب خمشی؛ مدل ساده‌شده

مراجع

1. Liu YC, Day ML. "Simplified modelling of thin walled box section beam", I.J. Crash, Vol. 11,

No. 3, pp. 263–272, (2006).

2. Hamza K, Saitou K, "Design optimization of vehicle structures for crashworthiness using equivalent mechanism approximations", Journal of Mechanical Design, pp. 127 / 485, (2005).

3. Liu, Y.C., "Development of simplified models for crashworthiness analysis", PhD thesis, Louisville, University of Louisville, (2005).

4. Wierzbicki, T., Recke, L., Abramowicz, W. and Gholami, T., "Stress profiles in thin-walled prismatic columns subjected to crush loading", I. Compression. ComputStruct, pp. 51(6):611–23. (1994).

5. Wierzbicki, T., Recke, L., Abramowicz, W., Gholami, T. and Huang, J., "Stress profiles in thin-walled prismatic columns subjected to crush loading"—II. Bending. Comput. Struct., pp. 51(6):

623–41, (1994).

6. Kecman, D., "Bending collapse of rectangular and square section tubes", Int. J. MechSci, pp. 25

(9–10) 623–36, (1983).

7. Abramowicz, W., "Simplified crushing analysis of thin-walled columns and beams", RozprInzEng Trans, pp. 29(1):5–26, (1981).

8. Zheng, L. and Wierzbicki, T., "Quasi-static crushing of S-shaped aluminum front rail", Int. J. crashworthiness, pp. 9(2):155–73, (2004).

9. Mamalis, A., Manolakos, D., Loannidis M. and Kostazos, P., "Bending of cylindrical steel tubes: numerical modeling", Int. J. Crashworthiness, pp. 11(1):37–47, (2006).

10. Kim, HS, Kang, SY, Lee, IH, Park, SH. and Han, D.C. "Vehicle frontal crashworthiness analysis by simplified structure modeling using nonlinear spring and beam elements", Int. J. crashworthiness, pp. 2(1):107–17, (1996).

11. خلخالی، ابوالفضل، درویزه، ابوالفضل، نریمان زاده، نادر و معصومی،ابوالفضل.، «تحلیل تئوریک تغییر شکل‌های بزرگ در جاذب‌های انرژی S شکل»، هفدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک، تهران، (1388).