عنوان
بررسي تحليلي، عددي و تجربي جذب انرژي سازههاي مدور تحت بار ضربهاي محوري با جهت دهي مسير پارگي
نويسنده اصلي
امير افكار
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
چكيده
به هنگام وقوع تصادف در وسايل نقليه، مجموعه اي از له شدگي، خمش و پارگي در اجزاي سازه¬اي آن¬ها رخ مي دهد. تحقيقات گذشته نشان داد كه له شدن يك استوانه جدار نازك بيشترين انرژي را جذب مي نمايد. حال آنكه عليرغم استفاده از آغازگر لهيدگي در سازه، با افزايش سرعت ضربه و يا كمترين انحراف از محور، عضو سازه¬اي تمايل زيادي به كمانش از خود نشان مي¬دهد كه باعث افت شديد قابليت جذب انرژي مي¬شود. هدف اين پژوهش آن است كه هنگام اعمال بار ضربه¬اي، لوله آلومينيومي جدار نازك با كمك ابزار برشي چند پر به صورت كنترل شده از چندين نقطه به طور همزمان پاره و گلبرگ¬هاي ايجاد شده حين فرآيند پارگي، به¬وسيله منحرف كننده به منظور جذب انرژي بيشتر خم شوند. براي بررسي اين موضوع، ابتدا حل تحليلي فرآيند برش با در نظر گرفتن نرخ¬هاي اتلاف انرژي جديد شامل خمش گلبرگ¬هاي ايجاد شده به سمت بيرون و ايجاد براده در پيشاني ابزار و با محاسبه حساسيت فرآيند برش به نرخ كرنش، صورت گرفت. پس از آن مدل¬سازي عددي به كمك نرم افزار آباكوس و با استفاده از معيار آسيب جامع هوپيترا انجام شد. سپس با استفاده از نتايج حل تحليلي و عددي، ابزار برشي چند پر ويژه اي با منحرف كننده، طراحي و ساخته شد. در ادامه اقدام به تهيه و تجهيز دستگاه انجام آزمون ضربه ارابه اي نموده و آزمايش¬ها انجام و داده¬ها جمع آوري شدند. نتايج حاصله از حل عددي و تحليلي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه و انطباق خوبي بين آنها برقرار شد و مدل عددي و رابطه تحليلي معتبر گرديدند. كم اثر بودن طول و قطر لوله در فرآيند پارگي نسبت به لهيدگي و افزايش سطح نيرو با افزايش ضخامت لوله، تعداد پره ها، عمق و ضخامت ابزار برشي از جمله نتايج اين پژوهش مي¬باشند. بعلاوه استفاده از منحرف كننده در انتهاي ابزار برشي چند پر باعث شد سطح نيرو محوري تا 20 درصد بيشتر شود. مودهاي برشي و لهيدگي با يكديگر مقايسه شدند و نشان داده شد كه با تغيير در هندسه ابزار برشي (براي نمونه افزايش تعداد پره ها) مي¬توان مقدار جذب انرژي در فرآيند پارگي را به اندازه جذب انرژي فرآيند لهيدگي و حتي بيشتر از آن رساند و در عين حال از مزاياي ذاتي فرآيند پارگي كنترل شده بهره گرفت. همچنين مشاهده گرديد كه فرآيند پارگي قابل پيش بيني، كنترل¬پذير، تكرارپذير، پايدار و پيوسته¬تر از فرآيند لهيدگي مي¬باشد. نيروي بيشينه كمتر، حساسيت كمتر به نرخ كرنش، بازده نيروي بالاتر و نوسانات نيرو با دامنه كمتر از ديگر خصوصيات بارز پارگي لوله با ابزار برشي نسبت به له شدن آن بين دو صفحه تخت است.
واژههاي كليدي: ضربه، سازه مدور جدار نازك، پارگي، ابزار برشي چند پر، جذب انرژي.
شماره ركورد
188664
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد راهنما
دكتر جواد مرزبان راد - دكتر بهروز مشهدي