بررسی اثر پارامترهای هندسی مختلف بر رفتار فروریزش محوری لوله های مخروطی

سازه های جدارنازک به عنوان اجزایی با قابلیت جذب انرژی فوق العاده و استحکام به وزن بالا همواره مورد توجه طراحان بوده اند. این سازه ها در اشکال و هندسه های مختلف ساخته می شوند. لوله های مخروطی یکی از انواع سازه های جدارنازک بوده که تحت بارگذاری به شیوه های مختلف، تغییرشکل پلاستیک داده و انرژی جذب می کنند. انرژی جذب شده از طریق تغییرشکل پلاستیک به عوامل مختلفی از جمله هندسه لوله، حجم، زاویه اعمال نیرو و جنس مواد وابسته است. در این مقاله مطالعه‎ای جامع بر روی لوله های مخروط جدارنازک به عنوان جاذب انرژی با استفاده از شبیه‎سازی عددی انجام شده است. برای این منظور، اثر پارامترهای مختلف شامل وجود درپوش در انتهای لوله، شیارهای حلقوی و طولی، ایجاد حفره در دیواره لوله و زاویه بارگذاری بر نحوه لهیدگی و میزان جذب انرژی بررسی شده است. نتایج نشان می‎دهد اگر چه وجود شیارهای حلقوی، طولی و ایجاد حفره بر روی بدنه لوله منجر به کاهش جذب انرژی می‎شود، اما باعث فروریزشی پایدار و کاهش نیروی بیشینه لهیدگی شده و از شدت نیروهای وارده به سرنشینان و سازه اصلی جلوگیری می‎کند. همچنین، نتایج نشان داد که تعداد حفره‎ها اثر محسوسی بر شیوه فروریزش و رفتار نمودار نیرو-جابجایی ندارند؛ در حالی که شکل هندسه حفره بر نحوه فروریزش و نیروی متوسط لهیدگی تاثیرگذار است. بنابراین، دستاورد این مطالعه می‎تواند کمک بزرگی به طراحان در استفاده از این نوع جاذب انرژی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی نماید.

Keywords:

لوله های مخروطی , شیار , حفره , شبیه سازی اجزاء محدود , جذب انرژی , نیروی بیشینه لهیدگی