تحلیل عددی و تجربی ستون های جدار نازک نقطه جوش شده در بارگذاری محوری و مایل

امروزه در صنایع خودرو سازی قابلیت جذب انرژی سازه های جدار نازک بسیار مورد مطالعه و تحقیق قرار می گیرد و هدف محققین ساخت جاذب هایی با قابلیت جذب انرژی بالا و نیروی ماکزیمم کمانش پایین می باشد. در این تحقیق قابلیت جذب انرژی یک ستون فولادی ساخته شده توسط نقطه جوش با سطح مقطع کلاه شکل (hat section)، در حالت بارگذاری محوری و مایل بررسی می شوند. تحلیل عددی به کمک نرم المان محدود abaqus انجام گرفته و چندین تست تجربی به کمک دستگاه سروهیدرولیک instron8802 دقت تحلیل های عددی را نشان می دهد. در این پایان نامه تاثیر پارامترهای هندسی سازه مورد نظر ازجمله ضخامت ، ارتفاع ستون، اندازه سطح مقطع و طول قسمت فلنجی بر روی نیروی ماکزیمم کمانش و انرژی جذب شده بر واحد جرم مورد مطالعه قرار می گیرد. انرژی جذب شده به ازای تغییر شکل به ازای 100 میلیمتر و با فرض عدم گسیختگی نقطه جوش مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین اثر تعداد نقطه جوش، بر بار میانگین کمانش و انرژی جذب شده بررسی می شوند. نتایج نشان می دهد که با افزایش طول و عرض سطح مقطع، ارتفاع ستون، عرض قسمت فلنجی انرژی جذب شده بر واحد جرم کم می شود و با افزایش ضخامت، انرژی جذب شده بر واحد جرم اضافه می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش طول و عرض سطح مقطع، ضخامت، عرض قسمت فلنجی نیروی ماکزیمم کمانش افزایش می یابد و با افزایش ارتفاع ستون نیروی ماکزیمم کمانش کم می شود. در نهایت یک ستون پر شده توسط فوم توسط روش rsm بهینه می شود. برای بهبود این جاذب انرژی انتهای این سازه ، سوراخهائی (trigger) به عنوان کنترل کننده برای کم کردن نیروی ماکزیمم کمانش ایجاد می شود و تاثیر پارامترهای هندسی این سوراخها بر نیروی ماکزیمم کمانش و انرژی جذب شده بررسی می شوند. این کنترل کننده، بدون کاهش انرژی جذب شده بر واحد جرم نیروی ماکزیمم کمانش را کاهش می دهد .