مطالعه عددی و تجربی تغییر شکل لوله های دوجداره پرشده با فوم آلومینیومی

در این پژوهش تاثیر استفاده از فوم آلومینیوم در افزایش استحکام و تغییر شکل لوله های دوجداره به صورت عددی و تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. دو دسته آزمایش های تجربی خمش سه نقطه و فشار محوری بر روی لوله های تک جداره خالی ( با دو قطر متفاوت ) و نیز لوله های دوجداره با لایه میانی از فوم آلومینیوم انجام شد. لوله ها از جنس آلیاژ آلومینیوم 1100 هستند و جنس پایه فوم از آلیاژ A356 با چگالی 0/6 گرم بر سانتیمتر مکعب است. لوله داخلی دارای قطر خارجی 21/5 و ضخامت 0/75 میلی متر است و لوله خارجی دارای قطر خارجی 39/6 و ضخامت 1/65 میلی متر است. نتایج به دست آمده نشان دادند که استفاده از لایه فوم آلومینیوم سبب افزایش قابل توجه در مقدار نیروهای تغییر شکل لوله دوجداره پر شده با فوم می شود. این مقدار افزایش بسیار بیشتر از مجموع نیروهای قابل تحمل توسط اجزای لوله به صورت مجزا است. همچنین شبیه سازی های المان محدود آزمایش های مذکور به کمک نرم افزار المان محدود آباکوس انجام شد. مقایسه نحوه تغییر شکل لوله ها و نیز نیروهای خم کاری و فشاری حاصل از شبیه سازی های عددی با داده های تجربی نشان دادند که مدل المان محدود با دقت بالایی نتایج تجربی را پیش بینی می کند.

Keywords:

فوم آلومینیوم , لوله دوجداره کامپوزیتی , خمش سه نقطه , فشار , نسبت استحکام به وزن بالا