تحلیل تجربی و عددی جذب انرژی توسط لوله های آلومینیومی جدار ضخیم توخالی و پرشده با فوم با درنظر گرفتن مدل‌های آسیب متفاوت

در این تحقیق ظرفیت جذب انرژی در لوله های آلومینیومی جدار ضخیم توخالی و پر شده با فوم در معرض بارگذاری محوری براساس مدل‌های آسیب مختلف به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های تعیین خواص مکانیکی نمونه ها و اعمال بارگذاری فشاری بر روی آنها با استفاده از یک دستگاه آزمایش سرو هیدرولیک zwick انجام شده است. شبیه‌سازی‌های عددی از طریق نرم‌افزار المان محدود abaqus انجام شده و نتایج بدست آمده از آنها با نتایج حاصل از آزمایش ها مقایسه شده است. در تحلیل های عددی از سه مدل آسیب جانسونکوک، گارسون و روزالر اصلاح شده استفاده شده است. در نهایت مشخص می‌شود مدل روزالر اصلاح شده دارای کمترین میزان خطا است. مدل آسیب جانسونکوک در نرم‌افزار abaqus موجود است، ولی مدل‌های آسیب گارسون و روزالر اصلاح شده از طریق زیرروال‌نویسی در محیط نرم‌افزار abaqus ایجاد شده‌اند. همچنین در این تحقیق تاثیر ضخامت و تزریق فوم بر ظرفیت جذب انرژی لوله های آلومینیومی بررسی و مشخص می‌شود که افزایش ضخامت جاذب تاثیر بسیار زیادی بر انرژی جذب شده و نیروی قابل تحمل توسط جاذب دارد.

Experimental and Numerical Analysis of Energy Absorption of Hollow and Foam filled thick-wall Aluminum Tubes Considering Different Damage Models

In this research, the energy absorption capacity of hollow and filled foam thickwall aluminum tubes under axial loading with a variety of damage models has been investigated empirically and numerically. Experiments to determine the mechanical properties of the specimens and to apply compressive loads on them were performed using a Zwick servohydraulic testing machine. Numerical simulations were performed using the Abaqus finite element software and the results were compared with the results of the experiments. In numerical analysis, three damage models, JohnsonCook, GursonTvergaardNeedleman (GTN) and modified Rousselier were used. Eventually it turned out that the modified Rousselier model has the least error. The JohnsonCook damage model is available in Abaqus software but the GursonTvergaardNeedleman and the modified Rousselier damage models were created through programming in Abaqus software. Also, in this research, the effect of thickness and foam injection on the energy absorption capacity of aluminum pipes was investigated and it becomes clear that increasing the thickness of absorber increases the absorbed energy and ultimate crushing force.