بررسی ضربه پذیری جاذب مخروط چند جزئی با درپوش کروی تحت فرآیند وارونگی آزاد: مطالعه تجربی و شبیه سازی عددی

در این مقاله، به منظور فراهم نمودن جذب انرژی در لوله های مخروط جدارنازک تحت فرآیند وارونگی، مدل جدیدی از جاذب مخروط چند جزئی با درپوش‌ کروی ارائه شده است. برای این منظور، با ایجاد پله هایی در طول لوله، یک مخروط با طول زیاد به جزءهای کوچکتر با طول‌ها و قطرهای مختلف تقسیم می شود. هنگامی که لوله تحت بارگذاری محوری قرار می گیرد، فرآیند تغییر شکل و اتلاف انرژی در این جاذب انرژی به دو مرحله تقسیم می شود. مرحله اول تغییر شکل درپوش کروی و مرحله دوم وارونگی آزاد هر جزء مخروط در داخل جزء بعدی می باشد. به عبارتی با پیچ خوردن لبه جزءها و سپس کشیده شدن دیواره لوله به سمت داخل، وارونگی آزاد شکل می گیرد. بنابراین اتلاف انرژی با خمیدگی درپوش کروی، پیچ خوردن لبه جزءها و انقباض محیطی در دیواره لوله هر جزء بوجود می‌آید. در این مطالعه، با استفاده از شبیه سازی عددی توسط نرم افزار آباکوس، اثر پارامترهای هندسی شامل نوع درپوش، تعداد جزءهای مخروط و زاویه نیم‌راس بر روی مشخصات ضربه پذیری لوله‌های مخروط چندجزئی بررسی می شود. همچنین، به منظور بررسی صحت شبیه‌سازی عددی، تعدادی تست تجربی انجام گردید که نتایج قابل قبولی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد، که مدل جاذب پیشنهادی می تواند جایگزین مناسبی برای جاذب های انرژی تحت فرآیند کمانش پیش رونده باشد.

crashworthiness investigation of multi-component conical absorber with spherical cap under free inversion process: experimental study and numerical simulation

in this article, in order to provide energy absorption in thin‌walled conical tubes under the inversion process, a new model of a multi‌component conical absorber with a spherical cap is presented. for this purpose, by creating edges, a conical tube with a long length is divided into smaller components with different lengths and diameters. when the tube is subjected to axial loading, the process of deformation and dissipate of energy in this energy absorber is divided into two stages. the first stage is deformation of the spherical cap and the second stage is free inversion of each part of the conical inside next part. in other words, free inversion is formed by curling the edge of the components and then moving the tube wall downward. therefore, the loss of energy absorption occurs with the bending of the spherical cap, the curling of the components edge and the circumferential contraction in the tube wall of each component. in this study, by using numerical simulation abaqus software, the effect of geometrical parameters, including cap type, number of conical components and semi‌apical angle, on crashworthiness characteristics of the multi‌component conical tubes are investigated. also, in order to investigate the accuracy of the numerical simulation, some experimental tests were performed, which have obtained acceptable results. the results show that the proposed absorber model can be a suitable alternative for energy absorbers under the progressive buckling process.