جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای محمدرضا بابایی)

موضوع: طراحی شکل مقطع جاذب انرژی دو سر لولای آلومینیومی تحت فشار محوری به منظور دستیابی به حداکثر ضریب لاغری

ارائه دهنده: محمدرضا بابایی

استادان راهنما: دکتر محمدرضا فروزان

استادان مشاور: دکتر علیرضا شهیدی

استادان داور: دکتر مهدی جوانبخت – دکتر محمد سیلانی

چیکده:

در سال‌‌های اخیر بررسی‌‌ها روی مقطع­های جدار نازک فلزی به دلیل وزن کم، ظرفیت بالای جذب انرژی و صرفه اقتصادی گسترش بسیاری یافته است. هدف از این پژوهش طراحی سطح مقطع جاذب انرژی دو سر لولای آلومینیومی تحت فشار محوری به منظور دستیابی به حداکثر ضریب لاغری است. برای جذب بیشتر انرژی هرچقدر طول بیشتری از استوانه جدار نازک دچار تغییر شکل شود جذب انرژی بیشتری صورت می‌‌گیرد به همین دلیل در این پژوهش سطح مقطع با حداکثر ضریب لاغری مورد مطالعه قرار گرفته است. اگر استوانه‌‌های جدار نازک، تحت فشار محوری با ایجاد کمانش محلی دچار تغییر شکل شوند و از ایجاد کمانش کلی جلوگیری شود بیشترین طول آن‌‌ها در تغییرشکل شرکت می‌‌کند و در نتیجه حداکثر انرژی جذب می‌‌شود.

در این پژوهش ابتدا هشت سطح مقطع پرکاربرد با انرژی جذب بالا از پژوهش‌‌های پیشین انتخاب شده است. در گام دوم این سطح مقطع‌‌ها در دو حالت شرایط مرزی دو سر لولا و دو سر گیردار تحت شبیه‌‌سازی عددی به کمک نرم‌‌افزار آباکوس 2014 قرار گرفتند. صحت‌‌سنجی نتایج شبیه‌‌سازی با نتایج عددی و تجربی فن و همکاران بررسی گردید و مشاهده شد نتایج انطباق خوبی با یکدیگر دارند. در گام بعدی به بررسی مکانیزم‌‌های تغییر شکل و روابط تئوری ارائه شده توسط پژوهشگران گذشته برای سطح مقطع‌‌های دایره‌‌ای و چندضلعی جدار نازک فلزی پرداخته شد. در شبیه‌‌سازی عددی نمودار نیرو-جابجایی و پارامترهای نشان‌‌دهنده میزان کارایی جاذب یعنی انرژی ویژه جذب (SEA) و بازده نیروی لهیدگی (CFE) استخراج شدند. نتایج نشان‌‌دادند در شرایط مرزی دو سر گیردار با افزایش ضریب لاغری تا مقدار 20، مقطع چند سلولی دایره‌‌ای با هشت قطاع مساوی، بیشترین جذب انرژی ویژه و بازده نیروی لهیدگی را دارد و در ضریب لاغری بیشتر از این مقدار مقطع دایره‌‌ای بیشترین کارایی را دارد. در شرایط مرزی دو سر لولا در ضریب لاغری بیشینه مقطع چند سلولی دایره‌‌ای محیط بر مربع، بیشترین جذب انرژی ویژه و بازده نیروی لهیدگی را دارد. نتایج در این حالت نشان دادند با اینکه هندسه سطح مقطع‌ها متفاوت است اما شرایط مرزی باعث می‌شود سطح مقطع‌‌های مختلف در مقدار ضریب لاغری حدود دو دچار کمانش کلی شوند در واقع اثر شرایط مرزی در این حالت تاثیرگذاری بیشتری نسبت به هندسه سطح مقطع بر ایجاد کمانش کلی و تعیین حداکثر ضریب لاغری دارد. سپس نیروی متوسط فشاری به کمک روابط تئوری ارائه شده توسط پژوهشگران پیشین در حالتی که  جاذب انرژی با ایجاد کمانش محلی، تغییر شکل می‌‌دهد برای مقطع‌‌های چندضلعی و دایره‌‌ای محاسبه شد و با مقادیر به دست آمده از شبیه‌‌سازی عددی مقاسیه گردید. نتایج حاکی از آن بود حل عددی و تئوری تا پیش از ایجاد کمانش کلی در سازه تطابق مناسبی با یکدیگر دارند. در پایان به بررسی اثر استفاده از سطح مقطع‌‌های مورد مطالعه قرار گرفته به عنوان عضوهای خرپا، جهت جذب انرژی در جهات مختلف پرداخته شده‌‌است.

کلمات کليدی: جاذب انرژی، شبیه‌‌سازی اجزا محدود، انرژی ویژه جذب ، بازده نیروی لهیدگی، استوانه جدار نازک