بهینه سازی ساختاری سازه ی جعبه ی جذبکننده ی برخورد خودرو

قابلیت عملکرد محفظه های جدار نازک فلزی مورد استفاده در صنایع وسایل نقلیه در برخوردها، از طریق به کاربردن فوم های فلزی و سازه های سلول وار لانه زنبوری به عنوان پرکننده ی فضای داخلی این محفظه ها قابل بهبود است. در این تحقیق، شبیه سازی اجزای محدود غیرخطی محفظه ی جدارنازک مخروطی و مربعی که پرشده از سازه های سلول وار مدرج تابعی به صورت لایه های متعدد می باشد، انجام شده است. تاثیر متغیر های مختلف طراحی فوم های مدرج تابعی و سازه های لانه زنبوری، از جمله توان نمایی تغییر چگالی و تعداد لایه های درنظر گرفته شده برای سازه ی سلول وار، در الگوهای لایه چینی صعودی و نزولی بر متغیرهای پراهمیت در حوادث برخورد برای المان جاذب انرژی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت بر مبنای نتایج حاصل شده از شبیه سازی عددی هندسه هایی مناسب از سازه ی جدار نازک موردنظر انتخاب و با استفاده از روش رویه ی پاسخ و الگوریتم بهینه سازی معرفی شده، مدلی ریاضی، از متغیرهای هدف برحسب ضخامت و توان نمایی تغییر چگالی تشکیل شده و این مدل جایگزینی برای مدل فیزیکی این سازه ی تحت ضربه خواهد بود. با توجه به اینکه استهلاک انرژی برای جلوگیری از تخریب سازه از مهم ترین ویژگی های سازه های جاذب انرژی می باشد، مقدار انرژی جذب شده، به عنوان اولین تابع هدف طراحی انتخاب شده است. هم چنین در بیشتر حوادث برخورد، نیروی بیشینه ی ایجاد شده در سازه ی تحت ضربه ارتباطی مستقیم با بیشترین شتاب واردشده به سرنشین دارد و برای ملاحظات ایمنی خودرو از اهمیت وافری برخوردارمی باشد. بنابراین نیروی ماکزیمم ایجاد شده در سازه نیز به عنوان تابع هدف دوم انتخاب شده است. در نهایت ازطریق روش میانگین هندسی، روش طراحی چندگانه و روش های وزنی که روش هایی برای بهینه سازی مسائلی با اهداف چندگانه می باشند، مقادیری بهینه برای اهداف طراحی مذکور پیشنهاد شده است. نتایج حاصل شده از این تحقیق مبین این مطلب می باشد که محفظه های فلزی با لایه چینی مدرج تابعی قابلیت عملکرد مناسب تری در برابر ضربه، نسبت به سازه هایی با چگالی یکنواخت می باشند.