آنالیز تجربی سازه‌های جاذب انرژی با سطح مقطع دایره‌ای و مقایسه آن با سازه‌های مربعی و بتنی تحت بارگذاری محوری شبه استاتیکی و دینامیکی(تا مرحله انفجار)

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

در بسیاری از سازه­های مهندسی و به خصوص سازه­های متحرک و به طور کل در سازه­هایی که تحت تأثیر بار دینامیکی و یا استاتیکی قرار دارند، برای جلوگیری از خسارات و یا کاهش آن از سیستم­های جذب انرژی استفاده می­شود.از این رو مطالعات وسیعی بر روی سلول جاذب انرژی صورت پذیرفته است. در این مقاله پس از انجام بیش از 90 تست تأثیر پارامترهای هندسی مانند ضخامت، قطر و ارتفاع سازه و همچنین تنش سلول سازهبر میزان نیروی مچالگی در حالت بارگذاری محوری بررسی شده است.سپس لوله­های استوانه­ای از لحاظ میزان جذب انرژی با لوله­های مربعی و همچنین سازه بتونی مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها


 
[1] Pugsley, A.G., and Maccaulay, M., "The Large-Scale Crumpling  of Thin Cylindrical Columns",  Quarterly  J. Mech. Appl. Math. Vol. 13, No.1,  pp. 1-9, (1960).
 
[2] Al-Hassani, S.T.S., Johnson, W., and Lowe, W.T., "Characteristics of Inversion Tube under Axial Loading ",  J. Mech. Engng. Sci. Vol. 14, No. 6, pp. 370-381, (1972).
 
[3] Alexander, J.M., "An Approximate Analysis of the Collapse of Thin Circular Shell under Axial Loading", Quarterly Journal of Mechanic and Applied Mathematic, Vol. 13, No. 1,  pp. 10-15, (1983).
 
[4] Mamalis, A.G., and Johnson, W., "The Quasi-static Crumpling of Thin Walled Circular Cylinder and Frusta under Axial Compression", Int. J. Mech. Sci. Vol. 25, No. 9, pp. 713-732, (1983).
 
[5] Andrews, K.R.F., England, G.L., and Ghani, E., "Classification of the Axial Collapse of Cylindrical Tubes under Quasi-static Loading", Int. J. Mech Sci,
Vol. 25, No. 9, pp. 687-696, (1983).
 
[6] Wierzbicki, T., and Abramowicz, W., "On the Crushing Mechanics of Thin-walled Structures", Journal of Applied Mechanics, Vol. 50, No. 4a, pp. 727–734, (1983).
 
[7] Reid, S.R., Reddy, T.Y., and Gray, M.D., "Static and Dynamic Axial Crushing of Foam-filled Sheet Metal Tubes", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 28, No. 5, pp, 295–322, (1986).
 
[8] Reddy, T.Y., and Wall, R.J., "Axial Compression of Foam-filled Thin-walled Circular Tubes", International Journal of Impact Engineering, Vol. 7, No. 2,  pp. 151–166, (1988).
 
[9] ­­­­Mamalis, A.G., Manolakos, D.E., Viegelhan, G.L., and Johnson, W., "Energy Absorption and Deformation Modes of Thin PVC Tubes Internally Grooved when Subjected to Axial Plastic Collapse", Int. J. Proceedings of the Institution of Mechanical Engng, Vol. 203, pp. 1-8, (1989).
 
[10] Mamalis, A.G., Manolakos, D.E., Demosthenouse, G.A., and Johnson, W., "Axial Plastic Collapse of Thin Bi-Material Tubes as Energy Dissipating Systems",  Int. J. Impact Engng, Vol. 11, No. 2, pp. 185-196, (1991).
 
[11] Wierzbicki, T., Bhat, S.U., Abramowicz, W., Brodkin, D., and Alexander Revisited, "A Two Folding Elements Model of Progressive Crushing of Tubes", Int. J. Solids Struct. Vol. 29, No. 24, pp. 269-288, (1992).
 
[12] Reiad, S.R., "Plastic Deformation Mechanisms in Axially Compressed Metal Tubs used as Impact Energy Absorbers", Int. J. Mech. Engng. Sci. Vol. 35, No. 12, pp.1035-1052, (1993).
 
[13] Abramowicz, W., and Jones, N., "Transition Form Initial Global Bending to Progressive Buckling of Tubes Loading Statically and Dynamically",  Int. J. Impact. Engng. Vol. 19, No. 5, pp. 415-437, (1997).
 
[14] Singace, A.A., and El-Sobky, H., "Behavior of Axially Crushed Corrugated Tubes", Int. J .of Mech. Sciences, Vol. 39, No. 3, pp. 249-268, (1997).
 
[15] Guillow, S.R., LU, G., and Grzebieta, R.H., "Quasi-static Axial Compression of Thin-walled Metal Tubes",  Int. J. Mech. Sci. Vol. 43, No. 9, pp. 2103-2123, (2001).
 
[16] Ren, W., and Minagbao. H., "An Experimental Study on the Dynamic Axial Plastic Buckling of Cylindrical Shells",  Int. J. Impact. Engng. Vol. 1, No. 3, pp. 249-256, (1983).
 
[17] Abramowicz, W., and Jones, N., "Dynamic Axial Crushing of Circular Tubes", International Journal of Impact Engineering, Vol. 2, No. 3, pp. 263–281, (1984).
 
[18] حسینی، س.و.، زمانی، ج.، درویزه، ا. و سلیمانی، م.، "تحلیل تجربی و عددی تأثیر پارامترهای هندسی و مکانیکی بر نیروی لهیدگی جاذب­های انرژی چهارگوش تحت بارگذاری محوری"، مجله علمی پژوهشی مکانیک و هوافضا، جلد 2، شماره 2، آذر (1385).
 
[19] زمانی، ج.، رفاهی اسکویی، ا.، "تحلیل تجربی تأثیرات نرخ کرنش بر رفتار سازه­های بتونی در بارگذاری­های حاصل از موج انفجار و معرفی یک مدل ریاضی جدید رفتاری بتون"، مجله علمی پژوهشی شریف، شماره 48، خرداد (1388).
 
    [20] Michael, M., and  Swisdak,  J., "Explosion Effects and Properties", Part 1: Explosion Effects in Air, Naval Furface Weaponf Center, Report No. TR-75-116, (1975).
 
    [21] Kinney,  G. F.,  and  Graham,  K. J., "Explosive Shocks in Air ", Springer-Verlag, New York, NY, Second Edition, (1985).