تحلیل تجربی، عددی و تئوری فرآیند جذب انرژی پروفیل آلومینیومی با سطح مقطع جدارنازک H شکل

این مقاله، ظرفیت جذب انرژی و نحوه تغییرشکل پلاستیک فرآیند پهن شدگی جانبی یک نوع پروفیل آلومینیومی با سطح مقطع H شکل، تحت بارگذاری فشار جانبی در شرایط شبه استاتیکی را به روش آزمایشگاهی، عددی و تئوری بررسی می کند. نمونه ها با طول متفاوت در سه حالت پرشدگی مختلف شامل، توخالی، هسته پرشده و بطور کامل پرشده توسط فوم پلی یورتان، آماده شده اند. همچنین، نمونه هایی با هندسه و شرایط پرشدگی یکسان با زوایای صفر و ۹۰ درجه تحت فشار جانبی قرار گرفته اند. اثر پارامترهایی مانند طول، سه حالت پرشدگی مختلف و زاویه بارگذاری بر روی نیروی جانبی و جذب انرژی مخصوص، بصورت تجربی بررسی شده اند. نتایج نشان می دهند، جذب انرژی مخصوص، مستقل از طول نمونه ها است. در زاویه بارگذاری ۹۰ درجه، وجود پرکننده باعث افزایش جذب انرژی مخصوص سازه می شود. بهینه ترین شرایط، استفاده از پروفیل کاملا پرشده تحت زاویه بارگذاری ۹۰درجه است. رابطه تئوری جهت تخمین میزان جذب انرژی کل، برای نمونه توخالی تحت زاویه بارگذاری صفر درجه براساس دو مکانیزم مختلف جذب انرژی استخراج و نتایج حاصل با نمونه آزمایشگاهی مقایسه گردید. به علت محدودیت آماده سازی نمونه ها با ابعاد هندسی مختلف از نرم افزار غیرخطی آباکوس استفاده شد. نمونه هایی با ضخامت های مختلف مدلسازی و اثر ضخامت بر جذب انرژی کل بررسی گردید. جذب انرژی کل با توان دوم ضخامت نسبت مستقیم دارد که این موضوع را، رابطه تئوری ارائه شده و نتایج بدست آمده از حل عددی نشان می دهد. مطابقت بسیار خوب نتایج تجربی، عددی و تئوری با درصد خطای بسیار کم، دقت و صحت پژوهش انجام شده را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Lateral loading ، Aluminum profiles with H-shaped cross section ، lateral flattening ، Polyurethane foam ، specific absorbed energy ، بارگذاری جانبی ، پروفیل آلومینیومی با سطح مقطع H شکل ، پهن شدگی جانبی ، فوم پلی یورتان ، جذب انرژی مخصوص