Study on the effect of number of tubes in the multi-welled structurs under axial and oblique dynamic loads

Rezaei Zangbar, Hasan and Pirmohammad, Sadjad (2019) Study on the effect of number of tubes in the multi-welled structurs under axial and oblique dynamic loads. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
حسن رضایی.pdf

Download (947kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: 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. Research method: In this research, the energy absorption performance of multi-cell structures with the different ratio of inner tube to outer one (0, 0.2, 0.25, 0.33, 0.4,0.5, 0.6, 0.66, 0.75and 0.8) was studied. The Stuructures with five different cross-sectional configaration of square, hexagon, octagon, decagon and circule were analysisd under dynamic axial and oblique loading (00, 100, 200, and 300). Findings: The first step of this research is validation of numerical simulation performed in finite element software LS-DYNA and Experimental tests by comparing experimental and numerical results with each other. In the second step by numerical analysis of these structures, the ceriteria of specific energy absorption (SEA), peack crushing force (Fmax) and crush force efficiency (CFE) were computed and studied. Initial results show that with increasing strok angle, the amount of crashworthiness criteria declined gradually. Another point which is worth mentioning is that, by going up the number of walls in structures (from one to five walls), the amount of specific energy absorption as positive indicator and peack crushing force as negetive one increased considerably. In continue the multi choise making decision method named TOPSIS is applied to rank energy absorbers in the point of crashworthiness capacity by considering positive and negetive criteria. Conclusion: As conclusion, this methode illustrated that two-walled square and hexagonal structures snd three walled octagonal, decagonal and circular structures have the best energy absorption capacity among other memebers. Finally the decagonal structure with three walls is introduced as the best energy absorbers in this research.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی اثر تعداد تیوب در سازه های چند جداره تحت بارگذاری دینامیکی محوری- مایل
Persian Abstract: هدف: در این تحقیق قابلیت جذب انرژی سازه¬های چند جداره¬ با نسبت متفاوت اندازه تیوب داخلی به خارجی (0، 2/0، 25/0، 3/0، 33/0، 4/0، 5/0، 6/0، 66/0، 75/0و 8/0) مورد مطالعه قرار گرفته است. سازه¬ها با پنج نوع سطح مقطع مربعی، شش¬ضلعی، هشت¬ضلعی، ده¬ضلعی و دایروی تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل (0، 10، 20 و 30 درجه) مورد تحلیل قرار گرفته¬اند. بنابراین هدف از انجام این پژوهش، بررسی و معرفی جاذب¬های انرژی با قابلیت بالا می¬باشد. روش‌شناسی پژوهش:برای تحلیل جذب انرژی سازه¬های مورد بررسی در این تحقیق، از نرم افزار ال اس-داینا استفاده شده است. همچنین جهت انجام آزمایش¬های لهیدگی از دستگاه یونیورسال موجود در کارگاه ماشین¬افزار بهره گرفته شده است. لازم به ذکر است که جهت مقایسه و رتبه¬بندی سازه¬های بررسی شده در این تحقیق، از روش تصمیم¬گیری چند شاخصه تاپسیس (TOPSIS) استفاده شده است. یافته‌ها: گام اول این پژوهش، صحت¬سنجی نتایج شبیه¬سازی شده در نرم‌افزار (LS-DYNA)¬بوده که این امر با مقایسه نتایج عددی با نتایج به دست آمده از آزمایش¬های تجربی صورت گرفته است که نتایج آنها توافق قابل قبولی با هم داشتند. در گام دوم¬، شاخص¬های جذب انرژی ویژه (SEA)، بیشینه نیروی لهیدگی (Fmax) و ضریب بازدهی نیروی لهیدگی (CFE) با مدل¬سازی¬های عددی، محاسبه و استخراج شده است. ¬نتایج نشان می¬دهند که با افزایش زاویه¬ی بارگذاری، میزان شاخص¬های لهیدگی به تدریج کاهش می¬یابد. ¬نکته¬ی حائز اهمیت دیگر این است که با افزایش تعداد جداره¬ها(از یک تا پنج جداره)، میزان جذب انرژی ویژه به عنوان شاخص مثبت و بیشینه نیروی لهیدگی به عنوان شاخص منفی به شدت افزایش پیدا می¬کند. در ادامه، روش تصمیم¬گیری چند شاخصه تاپسیس (TOPSIS) جهت رتبه¬بندی سازه¬ها از لحاظ قابلیت ظرفیت جذب انرژی با در نظر گرفتن شاخص¬های مثبت و منفی مورد استفاده قرار می¬گیرد.¬ نتایج این روش نشان می¬دهد که سازهای دو جداره مربعی و شش ضلعی وسازه¬های سه جداره¬ هشت ضلعی، ده ضلعی و دایروی بهترین ظرفیت جذب انرژی را در میان مابقی سازه¬ها دارا هستند. در پایان نیز سازه¬ ده ضلعی با سه جداره به عنوان بهترین جاذب انرژی در این پژوهش شناخته می¬شود. نتیجه‌گیری: با توجه به یافته¬های این پژوهش، تعداد تیوب مناسب برای جذب انرژی برخورد وابسته به نوع سطح مقطع بوده که معولاً این تعداد دو یا سه دارای نتایج بهتری در مقایسه به تعداد تیوبهای دیگر می¬باشد. لذا، تعداد تیوب بیشتر لزوماً دارای نتایج بهتری نمی¬باشد. ضمن اینکه سازه با سطح مقطع ده¬ضلعی با تعداد تیوب سه دارای بیشترین قابلیت جذب انرژی در مقایسه با بقیه سازه¬های بررسی شده در این تحقیق 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
Date Deposited: 26 Jun 2019 10:15
Last Modified: 26 Jun 2019 10:15
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7127

Actions (login required)

View Item View Item