Study on the Crushing Behavior of Double-Walled Structures Filled whith Foam under Axial and Oblique Dynamic Loading

Ahmadi Saravani, Soheil (2017) Study on the Crushing Behavior of Double-Walled Structures Filled whith Foam under Axial and Oblique Dynamic Loading. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی رفتار لهیدگی سازه¬های دوجداره پر شده با فوم تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل)
Soheil Ahmadi Saravani.pdf

Download (1MB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Nowadays, thin-walled structures are one of the best absorption systems due to their lightness, high absorption capacity, low space, high energy absorption to weight ratio, availability and cost-effectiveness, so study on these energy absorption systems and also their optimization are very interesting issues for the researchers of impact mechanics. In this research, crashwortiness of thin-walled structures filled with polyurethane foam with five cross sections of square, hexagon, octagon, decagon and circle under axial and oblique dynamic loads is studied. These structures consist of two inner and outer tubes connected together by several reinforcing plates. It should be noted that the ratio of inner tube to the outer is considered 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1. Foam is of great importance because of having higher strength, lightness and high energy absorption in design of the energy absorbers. In this research, the structures are filled in two different ways. In the first case, the foam is injected only between the inner and outer tubes, and in the second case, the entire structure is filled with foam. First step of this research was to verify the results of simulations performed in LS-DYNA software, which is done by comparing these results with the experimental ones. The second step of this study was to calculate the crashworthiness indicators including specific energy absorption (SEA), maximum collapse force (Fmax) and crush force efficiency (CFE) for the structures studied in this research. Next, the best cross-section and ratio of the inner tube to the outer one is determined using TOPSIS ranking method. Decagonal cross section with the inner tube to the outer one ratio of 0.5 showed the best crashworthiness capacity for the both structures mentioned above. Then, both of these structures were again compared together using TOPSIS method, and finally the structure fully filled with foam was found to have the highest energy absorption capacity.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی رفتار لهیدگی سازه¬های دوجداره پر شده با فوم تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل
Persian Abstract: امروزه در مکانیک ضربه، سازه¬های جدار نازک به علت سبکی، ظرفیت جذب انرژی بالا، فضای کم، نسبت بالای جذب انرژی به وزن، دسترس بودن و صرفه اقتصادی یکی از بهترین سیستم‌های جذب ضربه بوده و تحقیقات برای استفاده از این سیستم‌های جذب انرژی و همچنین بهینه¬سازی آ¬ن¬ها یک موضوع علمی جالب در مباحث مکانیک ضربه می¬باشد. در این تحقیق به قابلیت جذب انرژی سازه¬های دوجداره¬ پر شده با فوم پلی¬اورتان با پنج سطح مقطع مربعی، شش¬ضلعی، هشت¬ضلعی، ده¬ضلعی و دایروی تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل پرداخته می¬شود. سازه¬های مذکور شامل دو تیوب داخلی و خارجی می¬باشند که توسط چند صفحه تقویتی به هم متصل می¬شوند. لازم به ذکر است که نسبت تیوب داخلی به خارجی 0، 25/0، 5/0، 75/0، 1 در نظر گرفته شده است. فوم به سبب استحکام، سبکی و خاصیت جذب انرژی بالا در طراحی ضربه¬گیرها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق سازه¬ها به دو صورت مختلف پر می¬شوند. در حالت اول فوم فقط بین تیوب¬های داخلی و خارجی تزریق می¬شوند و در حالت دوم داخل کل سازه¬ها از فوم پر می¬شوند. گام اول این پژوهش، صحت¬سنجی نتایج شبیه¬سازی در نرم‌افزار ال-اس داینا (LS-DYNA) می¬باشد که این امر با مقایسه این نتایج با نتایج آزمایش¬های تجربی صورت می¬گیرد. گام دوم عبارت است از محاسبه شاخص¬های جذب انرژی مخصوص (SEA)، بیشینه نیروی لهیدگی (Fmax) و بازدهی نیروی لهیدگی (CFE) برای سازه¬های بررسی شده در این تحقیق می¬باشد. در ادامه با استفاده از روش رتبه¬بندی تاپسیس (TOPSIS)، بهترین سطح مقطع و نسبت تیوب داخلی به خارجی مشخص می¬شود. نتایج نشان داد که برای هر دو سازه بررسی شده (هم حالتی که بین دو سازه پر از فوم بود و هم حالتی که داخل کل سطح مقطع از فوم پر شده بود)، سطح مقطع ده¬ضلعی با نسبت تیوب داخلی به خارجی 5/0 بهترین جاذب انرژی می¬باشد. در ادامه هر دو سازه مذکور مجدداً با روش تاپسیس مورد مقایسه قرار گرفتند که نتایج نشان داد سازه¬¬ای که کاملاً با فوم پر شده باشد دارای بیست درصد جذب انرژی بیشتر نسبت به سازه¬های دیگر می¬باشد
Supervisor:
SupervisorE-mail
Pirmohammad, SadjadUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 03 Oct 2018 09:05
Last Modified: 03 Oct 2018 09:05
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/282

Actions (login required)

View Item View Item