Method Article

מידול אלמנטים סופיים לסימולציה של דחיסה כמו-סטטית של צינורות גליים מחודדים

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

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

פרוטוקול זה מתאר את המחקר של ביצועי דחיסה כמו-סטטיים של צינורות מחודדים גליים באמצעות סימולציות אלמנטים סופיים. נבדקה השפעת שיפוע העובי על ביצועי הדחיסה. התוצאות מראות כי תכנון שיפוע עובי נכון יכול לשנות את מצב העיוות ולשפר באופן משמעותי את ביצועי ספיגת האנרגיה של הצינורות.

Abstract

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

במחקר זה, ביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים של צינורות מחודדים נחקרו באמצעות סימולציות של אלמנטים סופיים. מחקרים קודמים הראו כי שיפוע עובי יכול להפחית את כוח השיא הראשוני וכי גלי רוחבי יכול להגדיל את ביצועי ספיגת האנרגיה. לכן, תוכננו שני סוגים של צינורות גליים מחודדים רוחביים עם עוביים משתנים, ונותחו דפוסי העיוות שלהם, עקומות תזוזת העומס וביצועי ספיגת האנרגיה שלהם. התוצאות הראו כי כאשר גורם שינוי העובי (k) היה 0.9, 1.2 ו-1.5, מצב העיוות של הצינור המחודד הגלי היחיד (ST) השתנה מהתרחבות והתכווצות רוחבית לקיפול פרוגרסיבי צירי. בנוסף, עיצוב שיפוע העובי שיפר את ביצועי ספיגת האנרגיה של ST. ספיגת האנרגיה (EA) וספיגת האנרגיה הספציפית (SEA) של המודל עם k = 1.5 גדלו ב -53.6% ו -52.4%, בהתאמה, בהשוואה למודל ST עם k = 0. ה-EA וה-SEA של הצינור המחודד הגלי הכפול (DT) עלו ב-373% וב-95.7%, בהתאמה, בהשוואה לצינור החרוטי. העלייה בערך k הביאה לירידה משמעותית בשיא כוח הריסוק של הצינורות ולעלייה ביעילות כוח הריסוק.

Introduction

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

כשירות לתאונה היא נושא חיוני עבור מכוניות קלות, ומבנים בעלי קירות דקים נמצאים בשימוש נרחב כדי לשפר את הכשירות להתרסקות. מבנים טיפוסיים בעלי דופן דקה, כגון צינורות עגולים, הם בעלי יכולת ספיגת אנרגיה טובה, אך בדרך כלל יש להם כוחות שיא גדולים ותנודות עומס במהלך תהליך הריסוק. בעיה זו יכולה להיפתר על ידי החדרת גלי ציר 1,2,3. נוכחותם של גלי מאפשרת לצינור להתעוות פלסטית ולקפל על פי תבנית גלית מתוכננת מראש, אשר יכולה להפחית את כוח השיא ואת תנודות העומס 4,5. עם זאת, לדפוס עיוות יציב ומבוקר זה ....

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

Protocol

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

1. יצירת המשטח בתוכנת CAD

  1. פתח את תוכנת CAD (ראה רשימת חומרים), לחץ לחיצה שמאלית על קובץ, לחץ לחיצה שמאלית על חדש ובחר חלק.
  2. בחלק 1, לחץ לחיצה ימנית על עליון ובחר הצג.
  3. יצירת מישור חדש: הקש/י Ctrl ולחץ/י באמצעות לחצן העכבר השמאלי כדי לבחור את המישור העליון ולגרור אותו למעלה. הזן 30 מ"מ כמרחק היסט, ושנה את שם המישור "למטה".
  4. צור סקיצה במישור "העליון".
    1. לחץ לחיצה ימנית על החלק העליו....

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

Results

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

מספר אינדיקטורים נפוצים משמשים לקביעת כשירות ההתרסקות של מבנים, כולל ספיגת האנרגיה הכוללת (EA), ספיגת אנרגיה ספציפית (SEA), כוח ריסוק שיא (PCF), כוח ריסוק ממוצע (MCF) ויעילות כוח ריסוק (CFE)42.

ספיגת האנרגיה הכוללת (EA)43 יכולה לבוא לידי ביטוי באופן הבא:

figure-results-1(1)

כאשר l הוא מרחק הריסוק, ו-F(x)

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

Discussion

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

ביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים של צינורות מחודדים נחקרו על ידי אנליזת אלמנטים סופיים. שני סוגים חדשים של צינורות מחודדים גליים עם עוביים משתנים תוכננו, וביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים שלהם נחקרו. בסימולציות דחיסה כמו-סטטיות, יש לאמת כמה שלבים והגדרות חשובים.

הפרמטרים המהותיים הם הדרישות הבסיסיות לחישוב אלמנט סופי (שלב 2.2.1 של הפרוטוקול). במחקר זה התקבלו הפרמטרים המהותיים מהספרות41. נערכו בדיקות מתיחה סטנדרטיות על נירוסטה 316 L, והתקבלה עקומת מאמץ נומינלית של החומר. לאחר מכן, עקו.......

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

Disclosures

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

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

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

המחבר הראשון רוצה להכיר במענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '52078152 ומס '12002095), התוכנית הכללית של תוכנית המדע והטכנולוגיה של גואנגז'ו (מס '202102021113), קרן האיחוד הממשלתי-אוניברסיטאי של גואנגז'ו (מס '202201020532) ופרויקט המדע והטכנולוגיה העירוני של גואנגז'ו (מענק מס '202102020606).

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ABAQUSדאסו סימוליהאלמנט סופי
CTBotong הדפסת תלת מימדצינור חרוטי לניסוי
SOLIDWORKSדאסו סיסטמסתוכנת
מכונת בדיקה אוניברסליתSUNSUTM5205, 200kN
תוכנת CAD

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