Method Article

Eindige-elementenmodellering voor de simulatie van de quasi-statische compressie van gegolfde taps toelopende buizen

DOI:

10.3791/64708

January 6th, 2023

In This Article

Summary

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

Dit protocol beschrijft de studie van de quasi-statische compressieprestaties van gegolfde taps toelopende buizen met behulp van eindige-elementensimulaties. De invloed van de diktegradiënt op de compressieprestaties werd onderzocht. De resultaten tonen aan dat een goed ontwerp van de diktegradiënt de vervormingsmodus kan veranderen en de energieabsorptieprestaties van de buizen aanzienlijk kan verbeteren.

Abstract

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

In deze studie werden de quasi-statische compressieprestaties van taps toelopende buizen onderzocht met behulp van eindige-elementensimulaties. Eerdere studies hebben aangetoond dat een diktegradiënt de initiële piekkracht kan verminderen en dat laterale golving de energieabsorptieprestaties kan verhogen. Daarom werden twee soorten laterale gegolfde taps toelopende buizen met variabele diktes ontworpen en werden hun vervormingspatronen, lastverplaatsingscurven en energieabsorptieprestaties geanalyseerd. De resultaten toonden aan dat wanneer de diktevariatiefactor (k) 0,9, 1,2 en 1,5 was, de vervormingswijze van de enkele gegolfde taps toelopende buis (ST) veranderde van transversale uitzetting en samentrekking naar axiaal progressieve vouwing. Bovendien verbeterde het ontwerp van de diktegradiënt de energieabsorptieprestaties van de ST. De energieabsorptie (EA) en specifieke energieabsorptie (SEA) van het model met k = 1,5 namen toe met respectievelijk 53,6% en 52,4%, vergeleken met het ST-model met k = 0. De EA en SEA van de dubbel gegolfde taps toelopende buis (DT) stegen met respectievelijk 373% en 95,7% in vergelijking met de conische buis. De toename van de k-waarde resulteerde in een aanzienlijke afname van de piekbreekkracht van de buizen en een toename van de breekkrachtefficiëntie.

Introduction

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

Crashbestendigheid is een essentieel probleem voor lichtgewicht auto's en dunwandige constructies worden veel gebruikt om de crashbestendigheid te verbeteren. Typische dunwandige constructies, zoals ronde buizen, hebben een goed energieabsorptievermogen, maar hebben meestal grote piekkrachten en belastingsfluctuaties tijdens het breekproces. Dit probleem kan worden opgelost door axiale golvingen 1,2,3 te introduceren. Door de aanwezigheid van golvingen kan de buis plastisch vervormen en vouwen volgens een vooraf ontworpen golfpatroon, waardoo....

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

Protocol

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

1. Het oppervlak maken in de CAD-software

  1. Open de CAD-software (zie Materiaaltabel), klik met de linkermuisknop op Bestand, klik met de linkermuisknop op Nieuw en selecteer Onderdeel.
  2. Klik in deel 1 met de rechtermuisknop op Top en selecteer Weergeven.
  3. Een nieuw vlak maken: Druk op Ctrl en klik met de linkermuisknop om het bovenste vlak te selecteren en omhoog te slepen. Voer 30 mm in als Offset-afstand....

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

Results

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

Er worden verschillende veelgebruikte indicatoren gebruikt om de crashbestendigheid van constructies te bepalen, waaronder de totale energieabsorptie (EA), specifieke energieabsorptie (SEA), piekbreekkracht (PCF), gemiddelde verbrijzelingskracht (MCF) en verbrijzelingskrachtefficiëntie (CFE)42.

De totale energieabsorptie (EA)43 kan als volgt worden uitgedrukt:

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

Discussion

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

De quasi-statische compressieprestaties van taps toelopende buizen werden bestudeerd door middel van eindige-elementenanalyse. Er werden twee nieuwe soorten gegolfde taps toelopende buizen met variabele diktes ontworpen en hun quasi-statische compressieprestaties werden onderzocht. In quasi-statische compressiesimulaties moeten enkele belangrijke stappen en instellingen worden geverifieerd.

De materiaalparameters zijn de basisvereisten voor de eindige-elemente.......

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

Disclosures

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

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

De eerste auteur wil graag subsidies erkennen van de National Natural Science Foundation of China (nr. 52078152 en nr. 12002095), het algemene programma van het Guangzhou Science and Technology Plan (nr. 202102021113), het Guangzhou Government-University Union Fund (nr. 202201020532) en het Guangzhou Municipal Science and Technology Project (subsidie nr. 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 SIMULIAFinite element software
CTBotong 3D printingConical tube for experiment
SOLIDWORKSDassault SystemesCAD software
Universal testing machineSUNSUTM5205, 200kN

References

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