بهبود عملکرد ضربه‌پذیری لوله آلومینیومی aa7075 تحت بارگذاری ضربه‌ای با تغییر در هندسه

سازه‌های جدار نازک یکی از بهترین جاذب‌های انرژی در بارگذاری‌های ضربه‌ای بوده که به شکل‌های مختلف ازجمله لوله‌های استوانه و پروفیل‌های مربعی و به روش‌های مختلف مانند بارگذاری محوری و مایل موردمطالعه قرارگرفته است. این سازه‌ها در صنایع مختلفی مثل هوافضا، ریلی و حمل‌ونقل جاده‌ای استفاده می‌شود، خصوصاً در خودرو برای کاهش صدمه به سرنشین در تصادف کاربرد دارد. در جهت بهبود عملکرد ضربه‌پذیری سازه، یکی از پارامترهای مهمْ نیروی بیشینه عکس‌العمل در جاذب است که به بخش‌های بعدی خودرو و نهایتاً به سرنشین وارد می‌شود. در این تحقیق سعی شده است جهت آزمون‌های تجربی از لوله‌های آلومینیومی ساخته‌شده از آلیاژ فوق سبک aa7075 با خاصیت جذب انرژی بالا استفاده شود. با در نظر گرفتن روابط تشکیل لولای پلاستیک در مقاطع جدار نازک، هندسه‌ای پیشنهادشده که با ترکیب شدن بارگذاری محوری و بارگذاری مایل بتوان نیروی بیشینه را بهتر کنترل کرد. با تغییر در هندسه سر لوله به فرم شیپوری، پس از انجام آزمون‌های تجربی و تطابق نتایج شبیه‌سازی‌های اجزای محدود، مطابق روابط تحلیلی ارائه شده تاثیر این قوس سبب 30% کاهش نیروی بیشینه اولیه شده و همچنین اثر پارامترهای هندسی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این خصوص نیز نتایج قابل قبولی جهت کنترل نیروی بیشینه حاصل‌شده است. با تغییر ارتفاع قوس به دو برابر و نصف، نیروی بیشینه اولیه به ترتیب 15% افزایش و 20% کاهش داشته است.

Improve the Crashworthiness Properties of AA7075 Tube under Axial Impact Loading by Geometrical Change

Thinwalled sections absorb impact energy very efficiently that were considered in the studies in different shapes such as square profiles and cylindrical tubes by various methods as axial collapse or oblique loading. These structures are used in a variety of industries, such as aerospace, railways and road transport, especially to reduce road accident injuries in vehicles. To improve the crashworthiness properties of the structures, the peak load of the absorbers that ultimately shocks the occupant is also of importance. In this study, the cylindrical tubes of ultralight aluminum alloys AA7075 that have a highenergy absorbing property were used for empirical tests. By considering the relationships of plastic hinge formation in thinwalled sections, a new geometry has been proposed that combined the axial and oblique loadings, then the peak load was controlled completely. By changing the endcap of the tubes to the nozzled shape, after conducting empirical tests and validation of the finite element simulation results, according to analytical relation, the effect of this change was 30% reduction of initial peak load. Also, the effect of the geometry parameters has been studied. In this regard, to control the initial peak load, acceptable results are obtained. By changing the arc height by double and half, the peak load increased by 15% and decreased by 20%, respectively.