تحلیل تجربی و شبیه سازی فروریزش محوری پوسته های استوانه ای دوجدارة توخالی و تقویت شدة یک سرگیردار

Abstract

لوله ‌های جدار‌نازک تقویت‌ شده با فوم جاذب انرژی مطلوبی در بارگذاری محوری محسوب می‌شوند که نسبت به لوله‌ های توخالی از جذب انرژی بیشتری برخوردارند. در مقالة حاضر، تحلیل تجربی و شبیه‌ سازی رفتار تغییر شکل لوله‌ های دو‌جدارة آلومینیمی با سطح مقطع دایروی تحت بارگذاری محوری شبه‌استاتیک بررسی می‌شود. در مطالعة تجربی لوله‌های دوجدارة توخالی و تقویت‌شده با فوم پلی‌یورتان تحت تأثیر بارگذاری شبه‌استاتیک قرار می‌گیرند و نحوة فروریزش نمونه، تغییرات نیرو و مقدار انرژی لازم تعیین می‌شود. چون در حالت تجربی، نحوة فروریزش تمامی لوله‌ های دوجداره به‌‌صورت متقارن ‌محوری است، مدل متقارن محوری با استفاده از تحلیل اجزای محدود برای شبیه‌سازی فروریزش لوله‌های دوجداره با سطح مقطع دایروی ارائه می‌شود و اثر رفتار غیرخطی مواد، تماس و تغییر‌ شکل بزرگ در این شبیه‌سازی در نظر گرفته می‌شود. مقایسة نتایج تجربی و شبیه‌سازی نشان می‌دهد مدل ارائه ‌شده روش مناسبی برای تعیین پاسخ فروریزش و میزان انرژی جذب ‌شده ارائه می‌کند. در ادامه، اثر پارامترهای ابعادی و چگالی فوم بررسی می‌شود و نتایج مزیت استفاده از لوله‌ های دو‌جداره به‌عنوان جاذب انرژی به‌وضوح بیان می‌شود. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که میزان جذب انرژی پوسته‌های استوانه‌ای تقویت‌شده نسبت به توخالی بیشتر است، این در حالی است که نیروی بیشینة فروریزش در هر دو نمونه تقریباً یکسان است.