بررسی تجربی و شبیه سازی عددی جذب انرژی در لوله های مخروط ناقص شیاردار تحت نیروی محوری فشاری

در این پایان نامه، یک مدل هندسی جدید و کارآمد به منظور تسهیل در شکل فروریزش متقارن لوله های مخروط ناقص جدار نازک ارائه شده است. در این طراحی، مشخصات ضربه پذیری لوله های مخروط ناقص شیاردار داخلی و خارجی و لوله های شیاردار خارجی بررسی می شود. بدین منظور در مدل اول شیارهای محیطی با فاصله?های مساوی به صورت داخلی و خارجی در مخروط ایجاد می شوند. بنابراین وقتی این سازه تحت فشار محوری قرار می گیرد، نیروی تغییرشکل پلاستیک در محل شیارها رخ داده و چین ها در فاصله های تعیین شده از قبل بوجود می آیند. در مدل دوم فقط شیارهای خارجی با فاصله های مساوی در سطح خارجی مخروط ایجاد می شوند. وقتی سازه تحت فشار محوری قرار می گیرد، لولاهای پلاستیک در فاصله بین شیارهای خارجی ایجاد شده که منجر به فروریزشی پایدار می گردد. اگر چه در زمینه لوله های جدار نازک از جمله لوله های مخروط ناقص مطالعات زیادی انجام شده است، اما تاکنون هیچ مدلی که بتواند باعث پایداری و کنترل جذب انرژی این سازه مخروطی بشود ارائه نشده است. در این پایان نامه، چندین شبیه سازی عددی با استفاده از نرم?افزار المان محدود آباکوس بر روی لوله های مخروط جدار نازک شیاردار انجام می گیرد. برای تایید نتایج شبیه سازی عددی، تعدادی آزمایش تجربی انجام شده و میزان جذب انرژی، نیروی متوسط لهیدگی، ماکزیمم نیروی لهیدگی و مکانیزم تغییر شکل لولههای مخروط شیاردار داخلی و خارجی و لوله های مخروط با شیارهای فقط خارجی با هم مقایسه می شوند. به منظور بررسی عملکرد این ضربه گیر جدید، تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله تعداد شیارها، عمق شیارها، زاویه مخروط و وجود فوم پلی اورتان در مشخصات ضربه پذیری و شکل فروریزش این سازه مورد مطالعه قرار می گیرد. علاوه بر این، دو مدل تحلیلی با در نظر گرفتن اثر کار سختی و صرفنظر کردن آن، برای پیش بینی جذب انرژی و نیروی متوسط لهیدگی در لوله های مخروط ناقص شیاردار داخلی و خارجی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که شکل فروریزش، انرژی جذب شده و منحنی نیرو-جابجایی با ایجاد شیارها و وجود فوم پلی اورتان کنترل می شود. بنابراین، این مدل طراحی می تواند یک کاندیدای خوبی برای سیستم های جذب انرژی قابل کنترل در لوله های مخروطی به شمار آید.