Investigating the collapse behavior of double-walled conical columns filled with foam under axial and oblique dynamic loads

پیرمحمد, سجاد (2017) Investigating the collapse behavior of double-walled conical columns filled with foam under axial and oblique dynamic loads. University of Mohaghegh Ardabili, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Research report-ahmadi-Final.pdf

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

Abstract

In this research, crashworthiness of polyurethane foam-filled conical structures with five different crass sectional shapes of square, hexagonal, octagonal, decagonal and circular was investigated under axial and oblique dynamic loads. The mentioned structures were double-walled (inner and outer), which four stiffening plates connected them together. These structures had different scales (ratio of the inner tube length to the outer tube one) of 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1. Material of the walls was aluminum (because of higher strength-weight ratio). The first step of this research was to validate the finite element model generated in LS-DYNA using the results of experimental tests. In the next step, crashworthiness indicators, SEA (specific energy absorption) and Fmax (peak collapse force) were obtained for the studied structures. The appropriate scale was then determined using the TOPSIS method considering crashworthiness indicators of SEA and Fmax. The results of TOPSIS calculations demonstrated that the scale of 0.5 was the appropriate scale for all the studied structures. The structures with different cross sectional shapes and scale of 0.5 were then compared together using the TOPSIS method. The ranking was obtained as Decagonal-Circular-Octagonal-Hexagonal-Square from the crashworthiness point of view. Hence, the decagonal structure with the scale of 0.5 was selected as the best energy absorber among the structures studied in the present research (because of having more sides (or corners)). Finally, the optimum thicknesses (t1 (thickness of the outer tube), t2 (thickness of the inner tube), t3 (thickness of the stiffening plates)) of the decagonal structure were obtained using the RBF neural networks and genetic algorithm.

Item Type: Other
Persian Title: بررسی رفتار فروریزش سازه¬های دوجداره مخروطی پر¬شده با فوم تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل
Persian Abstract: در این تحقیق، قابلیت جذب انرژی سازه¬های مخروطی پرشده با فوم پلی¬اورتان با پنج سطح مقطع مختلف مربعی، شش¬ضلعی، هشت¬ضلعی، ده¬ضلعی و دایروی تحت بارگذاری دینامیکی محوری و مایل بررسی شده است. سازه¬های مذکور دو جداره (داخلی و بیرونی) بوده که چهار صفحه تقویتی آنها را به هم متصل کرده است. این سازه¬ها دارای مقیاس¬های (نسبت طول ضلع جداره داخلی به طول ضلع جداره بیرونی) مختلف ¬0، 25/0، 5/0¬، 75/0 و 1 بوده است. جنس جداره¬ سازه¬های بررسی شده در این تحقیق، آلومینیوم (به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا) بوده است. گام اول این تحقیق، صحت¬سنجی نتایج شبیه¬سازی¬های اجزاء محدود انجام شده در نرم‌افزار ال اس-داینا بوده که این نتایج با نتایج به دست آمده از آزمایش‌های تجربی (انجام شده بر روی سازه¬های مختلف) مورد مقایسه قرار گرفت. گام بعدی این تحقیق، محاسبه شاخص¬های جذب انرژی مخصوص و بیشینه نیروی لهیدگی برای سازه¬های فوق¬الذکر بود. در ادامه، با استفاده از روش رتبه¬بندی تاپسیس با در نظر گرفتن دو شاخص قابلیت جذب انرژی (جذب انرژی مخصوص و بیشینه نیروی لهیدگی)، مقیاس مناسب برای سازه¬ها با مقاطع مختلف مشخص گردید. نتایج تاپسیس نشان داد که مقیاس 5/0 برای همه مقاطع دارای نتایج بهتری است. سپس سازه¬ها با مقاطع مختلف و مقیاس 5/0 از طریق روش تاپسیس با همدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند که نتایج رتبه¬بندی به ترتیب بصورت ده¬ضلعی-دایروی-هشت¬ضلعی-شش-ضلعی-مربعی می¬باشد. بنابراین، سطح مقطع ده¬ضلعی (به دلیل تعداد ضلع (گوشه) بیشتر) با مقیاس 5/0 به عنوان بهترین جاذب انرژی در میان مقاطع مختلف انتخاب گردید. در ادامه تحقیق، مقادیر بهینه ضخامت¬های جداره بیرونی (t1)، داخلی (t2) و صفحات تقویتی (t3) سازه ده¬ضلعی با به¬کارگیری روش¬های شبکه¬ عصبی مصنوعی RBF و الگوریتم ژنتیک محاسبه شدند.
Subjects: Research Projects
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 30 Jun 2019 07:01
Last Modified: 30 Jun 2019 07:01
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/8334

Actions (login required)

View Item View Item