بررسی عملکرد جاذب‌های انرژی چند سلولی با ضخامت متغیر تحت بار ضربه ای

Abstract

در سال‌های اخیر، سازه‌های چندسلولی به‌عنوان جاذب انرژی در مهندسی خودرو، برای کاهش آسیب به سرنشینان در تصادفات، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این مقاله، جذب انرژی سازه‌های جدار نازک مربعی با ضخامت متغیر (هدفمند) تحت بار ضربه‌ای دینامیکی محوری به روشهای تحلیلی و عددی بررسی شده‌اند. چهار نوع پروفیل مربعی شکل، شامل پروفیل‌های تک، دو، چهار و پنج‌سلولی با ضخامت ثابت و متغیر مورد بررسی قرار گرفته‌اند. شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار اجزا محدود آباکوس انجام شد تا نمودارهای نیرو بر حسب جابجایی و انرژی بر حسب زمان به‌دست آید. در روش تحلیلی، معادلات انرژی جذب‌شده و نیروی فروریزش محوری بر اساس تئوری چین‌خوردگی استخراج شدند و به پروفیل‌های با ضخامت متغیر تعمیم داده شدند. نتایج نشان دادند که پروفیل‌های پنج‌سلولی به‌طور قابل توجهی بهتر از پروفیل‌های تک‌سلولی عمل می‌کنند. در شبیه‌سازی‌های عددی و حل تحلیلی، پروفیل‌های پنج‌سلولی به‌ترتیب 66 و 56 درصد انرژی بیشتری نسبت به پروفیل‌های تک‌سلولی در حالت‌های ضخامت ثابت و متغیر جذب کردند. میانگین نیروی فروریزش در روش تحلیلی با نتایج عددی مقایسه شد و خطای محاسباتی کمتر از 9 درصد بود.