بررسی تأثیر شکل و ساختار دوجداره برجذب انرژی در لولههای جدار نازک آلومینیومی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
2 دانشیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ملایر،ملایر،ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
doi
10.47176/MAJ.2025.1490چکیده
برای کاهش آسیبهای ناشی از تصادفات، از جاذبهای انرژی استفاده میشود. سازههای جدا نازک بهعنوآنیکی از سازههای برجسته در جذب انرژی به روشهای مختلف شناختهشدهاند. این سازهها به دلیل وزن کم، توانایی جذب انرژی، شکل لهیدگی و نسبت بالای جذب انرژی به وزن، بهعنوآنیکی از مؤثرترین سیستمهای جذب انرژی در نظر گرفته میشوند. در این پژوهش، تأثیر تغییر شکل هندسی لوله آلومینیومی 3105 با مقطع دوجداره دایرهای و مثلثی بر میزان جذب انرژی و بارگذاری محوری موردبررسی قرارگرفته است. در این مقاله، یک سامانه نوآورانه جذب انرژی برای بهبود ایمنی فرود فضاپیماها در سطح ماه معرفیشده است. این سامانه مبتنی برسازههای جدار نازک چندلایه آلومینیومی با هندسه ترکیبی و رفتار هوشمند طراحیشده است. با الهام از نتایج آزمایشهای تجربی بر لولههای دوجداره، ساختاری سهلایه با مقاطع دایرهای، مثلثی و هشتضلعی بهمنظور بهینهسازی توزیع تنش، جذب انرژی بالا و کاهش جرم ارائه میشود. استفاده از پوششهای خودترمیم شونده و لایههای پیزوالکتریک، این سامانه را قادر میسازد تا ضمن جذب بیش از ۹۰٪ انرژی ضربه، بخشی از انرژی را بهصورت الکتریکی ذخیره کند. نتایج شبیهسازیها و آزمایشها بهبود چشمگیر عملکرد مکانیکی و کارایی چندمنظوره این ساختار را نشان میدهد.در بخش تجربی، لولههایی با مقطع دوجداره دایرهای و مثلثی از جنس آلومینیوم جدار نازک تهیه شده و سپس آزمایشهای شبه استاتیک با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونهها انجام گردید. در هر آزمایش، نمودار نیرو برحسب جابهجایی اندازهگیری شد و نمونههای واقعی برای شبیهسازی فرایند لهیدگی با استفاده از برنامه آباکوس مدل شدند که در آن اثر رفتار غیرخطی مواد، تماس و تغییر شکلهای بزرگ لحاظ گردیده است. با مقایسه نتایج تجربی و عددی، مشخص شد که مدل ارائهشده برای تعیین پاسخ لهیدگی، نمودار نیرو-جابجایی و میزان انرژی جذبشده، مناسب است. همچنین، تأثیر دوجداره کردن با مقاطع دایرهای و مثلثی بر ظرفیت جذب انرژی لولههای آلومینیومی موردبررسی قرار گرفت و مشخص گردید که افزایش تعداد لولههای جاذب تأثیر زیادی بر میزان انرژی جذبشده و نیروی قابل تحمل توسط جاذبها دارد.
