بررسی عملکرد جاذب‌های انرژی چند سلولی باضخامت متغیر تحت بار ضربه‌ای

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران

doi
10.22060/mej.2025.23763.7810
چکیده

در سال‌های اخیر، سازه‌های چند سلولی به‌عنوان جاذب انرژی در مهندسی خودرو، برای کاهش آسیب به سرنشینان در تصادفات، موردتوجه قرارگرفته‌اند. در این مقاله، جذب انرژی سازه‌های جدار نازک مربعی باضخامت متغیر (هدفمند) تحت بار ضربه‌ای دینامیکی محوری به روش‌های تحلیلی و عددی بررسی‌شده‌اند. چهار نوع پروفیل مربعی شکل، شامل پروفیل‌های تک، دو، چهار و پنج سلولی باضخامت ثابت و متغیر موردبررسی قرارگرفته‌اند. شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار اجزا محدود آباکوس انجام شد تا نمودارهای نیرو برحسب جابجایی و انرژی برحسب زمان به دست آید. در روش تحلیلی، معادلات انرژی جذب‌شده و نیروی فروریزش محوری بر اساس تئوری چین‌خوردگی استخراج شدند و به پروفیل‌های باضخامت متغیر تعمیم داده شدند. نتایج نشان دادند که پروفیل‌های پنج سلولی به‌طور قابل‌توجهی بهتر از پروفیل‌های تک‌سلولی عمل می‌کنند. در شبیه‌سازی‌های عددی و حل تحلیلی، پروفیل‌های پنج سلولی به ترتیب 66 و 56 درصد انرژی بیشتری نسبت به پروفیل‌های تک‌سلولی در حالت‌های ضخامت ثابت و متغیر جذب کردند. میانگین نیروی فروریزش در روش تحلیلی با نتایج عددی مقایسه شد و خطای محاسباتی کمتر از 9 درصد بود.