Method Article

نمذجة العناصر المحدودة لمحاكاة الضغط شبه الساكن للأنابيب المموجة المدببة

DOI:

10.3791/64708

⸱

January 6th, 2023

 ,  ,  ,  , 
1School of Civil Engineering, Guangzhou University, 2Guangdong Provincial Key Laboratory of Earthquake Engineering and Applied Technology, Guangzhou University, 3Department of Mechanics and Aerospace Engineering, Southern University of Science and Technology, 4School of Physics and Materials Science, Guangzhou University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول دراسة أداء الضغط شبه الساكنة للأنابيب المموجة المدببة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة. تم التحقيق في تأثير تدرج السماكة على أداء الضغط. تظهر النتائج أن تصميم تدرج السماكة المناسب يمكن أن يغير وضع التشوه ويحسن بشكل كبير أداء امتصاص الطاقة للأنابيب.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة ، تم فحص أداء الضغط شبه الساكن للأنابيب المدببة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة. أظهرت الدراسات السابقة أن تدرج السماكة يمكن أن يقلل من قوة الذروة الأولية وأن التمويج الجانبي يمكن أن يزيد من أداء امتصاص الطاقة. لذلك ، تم تصميم نوعين من الأنابيب المموجة الجانبية ذات السماكات المتغيرة ، وتم تحليل أنماط تشوهها ، ومنحنيات إزاحة الحمل ، وأداء امتصاص الطاقة. أظهرت النتائج أنه عندما كان عامل تغير السماكة (k) 0.9 و 1.2 و 1.5 ، تغير وضع تشوه الأنبوب المدبب المموج الفردي (ST) من التمدد والانكماش العرضي إلى الطي التدريجي المحوري. بالإضافة إلى ذلك ، أدى تصميم تدرج السماكة إلى تحسين أداء امتصاص الطاقة ل ST. زاد امتصاص الطاقة (EA) وامتصاص الطاقة النوعية (SEA) للنموذج مع k = 1.5 بنسبة 53.6٪ و 52.4٪ على التوالي ، مقارنة بنموذج ST مع k = 0. زاد EA و SEA للأنبوب المدبب المموج المزدوج (DT) بنسبة 373٪ و 95.7٪ على التوالي ، مقارنة بالأنبوب المخروطي. أدت الزيادة في قيمة k إلى انخفاض كبير في ذروة قوة التكسير للأنابيب وزيادة كفاءة قوة التكسير.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تعد قابلية الاصطدام مشكلة أساسية للسيارات خفيفة الوزن ، وتستخدم الهياكل ذات الجدران الرقيقة على نطاق واسع لتحسين قابلية التصادم. تتمتع الهياكل النموذجية ذات الجدران الرقيقة ، مثل الأنابيب المستديرة ، بقدرة جيدة على امتصاص الطاقة ولكن عادة ما يكون لها قوى ذروة كبيرة وتقلبات في الحمل أثناء عملية التكسير. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق إدخال تمويجات محورية1،2،3. يسمح وجود التموجات للأنبوب بالتشوه والطي بشكل بلاستيكي وفقا لنمط تمويج مصمم مسبقا ، والذي يمكن أن يقلل من قوة الذروة وتقلبات الحمل 4,5

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إنشاء السطح في برنامج CAD

  1. افتح برنامج CAD (انظر جدول المواد) ، وانقر بزر الماوس الأيسر على ملف ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق جديد ، وحدد جزء.
  2. في الجزء 1 ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق الأعلى ، وحدد إظهار.
  3. إنشاء مستوى جديد: اضغط على Ctrl، وانقر بزر الماوس الأيسر لتحديد المستوى العلوي واسحبه لأعلى. أدخل 30 مم كمسافة الإزاحة ، وأعد تسمية المستوى "أسفل".
  4. قم بإنشاء رسم تخطيطي على المستوى "العلوي".....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم استخدام العديد من المؤشرات شائعة الاستخدام لتحديد قابلية تحطم الهياكل ، بما في ذلك امتصاص الطاقة الكلية (EA) ، وامتصاص الطاقة النوعية (SEA) ، وقوة التكسير القصوى (PCF) ، ومتوسط قوة التكسير (MCF) ، وكفاءة قوة التكسير (CFE) 42.

يمكن التعبير عن امتصاص الطاقة الكلي (EA)43 على النحو التالي:

figure-results-1(1)

حيث l <.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت دراسة أداء الضغط شبه الساكن للأنابيب المدببة عن طريق تحليل العناصر المحدودة. تم تصميم نوعين جديدين من الأنابيب المموجة المدببة بسماكات متغيرة ، وتم فحص أداء الضغط شبه الساكن. في محاكاة الضغط شبه الساكنة ، يجب التحقق من بعض الخطوات والإعدادات المهمة.

معلمات المواد هي المتطلبات الأساسية لحساب العناصر المحدودة (الخطوة 2.2.1 من البروتوكول). في هذه الدراسة ، تم الحصول على معلمات المواد من الأدبيات41. تم إجراء اختبارات الشد القياسية على الفولاذ المقاوم للصدأ 316 لترا ، وت.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يود المؤلف الأول أن يعرب عن تقديره للمنح المقدمة من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 52078152 ورقم 12002095) ، والبرنامج العام لخطة قوانغتشو للعلوم والتكنولوجيا (رقم 202102021113) ، وصندوق اتحاد حكومة قوانغتشو والجامعات (رقم 202201020532) ، ومشروع العلوم والتكنولوجيا في بلدية قوانغتشو (المنحة رقم 202102020606).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ABAQUSDassault SIMULIAالعناصر المحدودة
CTBotong الطباعة ثلاثية الأبعادأنبوب مخروطي للتجربة
SOLIDWORKSDassaultSystemes CAD
آلة اختبار عالميةSUNSUTM5205 ، 200 كيلو نيوتن
برنامج

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wu, S., Li, G., Sun, G., Wu, X., Li, Q. Crashworthiness analysis and optimization of sinusoidal corrugation tube. Thin-Walled Structures. 105, 121-134 (2016).
  2. Hao, W., Xie, J., Wang, F., Liu, Z., Wang, Z. Ana....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Finite Element ModelingQuasi Static CompressionCorrugated Tapered TubesEnergy AbsorptionThickness GradientDeformation ModeLoad Displacement CurveCrushing Force EfficiencySpecific Energy AbsorptionProgressive Folding

Related Articles