بررسی تجربی و عددی تأثیر سوراخ و انحنای لبه بر ویژگی های فروپاشی جاذب های استوانه ای تحت بار محوری ضربه ای

Abstract

در این پژوهش، ویژگی‌های جذب انرژی لوله‌های استوانه‌ای آلومینیومی که در لبه و میانه‌ی آن‌ها سوراخ و یا انحنا وجود دارد به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. لوله‌ها تحت بارگذاری محوری و ضربه‌ای یک جسم صلب 30 کیلویی با سرعت‌های 6 یا 7 متر بر ثانیه قرار گرفتند. در آزمایش‌های تجربی ابتدا نوع آلیاژ و خواص مکانیکی لوله‌های آلومینیومی استخراج شدند، سپس چهار نمونه‌ی آزمایشگاهی به منظور تأیید صحت نتایج شبیه‌سازی تحت بارگذاری ضربه‌ای قرار گرفتند. بررسی‌های عددی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود LS-Dyna انجام شد که در مجموع 13 حالت مختلف تحت بررسی قرار گرفت. در بحث و بررسی نتایج مشخص شد که ایجاد سوراخ در لبه و میانه‌ی پوسته‌های استوانه‌ای‌ ضمن ثابت نگه داشتن انرژی جذب شده منجر به کاهش چشمگیر نیروی بیشینه و افزایش کارایی نیروی له‌شدگی در بارگذاری ضربه‌ای می‌شود. در حالت کلی با افزایش تعداد سوراخ‌ها، نیروی بیشینه کمتر و کارایی بیشتر می‌شود. مشاهده شد که در بارگذاری ضربه‌ای ایجاد انحنا در لبه منجر به کاهش نیروی بیشینه، کاهش انرژی جذب شده و افزایش کارایی می‌گردد به گونه‌ای که با افزایش شعاع انحنای لبه نیروی بیشینه و انرژی جذب شده کمتر و کارایی بیشتر می‌شود. در پایان برای هرکدام از دو نوع جاذب سوراخ‌دار و لبه‌ خمیده، نمونه‌‌هایی معرفی شد. این جاذب‌ها می‌توانند جایگزین‌های مناسبی برای جاذب‌های استوانه‌ای معمولی این پژوهش باشند.