تحلیل تجربی و عددی رفتار فروریزش محوری و مایل لوله‌های دوجدارة مخروطی تحت شرایط مرزی دوسرگیردار

Abstract

لوله­های جدارنازک به­دلیل ارزانی و وزن اندک طی سالیان متمادی به­عنوان جاذب انرژی وسائل نقلیه همچون قطار، خودرو، کشتی و جز این‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در این مقاله پاسخ انرژی جذب‌شده لوله­های مخروطی دوجداره تحت بارگذاری محوری و مایل بررسی شده است. در مطالعة آزمایشگاهی لوله‌های دوجدارة مخروطی آلومینیمی به‌روش چرخ‌کاری ساخته شده‌اند. لوله‌های دوجداره از هر دو انتها ثابت شده‌ و بین دو صفحة صلب تحت اثر بارگذاری شبه‌استاتیک قرار گرفته‌اند و بار محوری و مایل با اعمال نیرو به انتهای بخش فوقانی نمونه‌ها اعمال می‌شود. سپس نحوة فروریزش نمونه، تغییرات نیرو و مقدار انرژی لازم تعیین می‌شود. مدلی برای شبیه‌سازی فرایند فروریزش با استفاده از تحلیل اجزای محدود ارائه و اثر رفتار غیرخطی مواد، تماس و تغییر شکل بزرگ در این شبیه‌سازی در نظر گرفته شده است. مقایسة نتایج آزمایشگاهی و شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مدل ارائه‌شده برای تعیین پاسخ فروریزش و تعیین نمودار نیرو - جابه‌جایی و میزان انرژی جذب‌­شده مناسب است. از مدل صحه‌گذاری­ شده برای بررسی پارامتری چون شرایط تکیه­گاهی و زاویة بارگذاری استفاده شده است. نتایج این مطالعه به‌وضوح مزیت استفاده از لوله‌های مخروطی دوجداره را به‌عنوان جاذب نشان می‌دهد.