طراحی و ساخت بهینه جاذب انرژی استوانه ای تحت فشار داخلی با استفاده از روش بهینه سازی تکامل زمانی

جاذب­های انرژی، برای جذب انرژی جنبشی اجسام و تبدیل آن به صورتی دیگر به کار می­روند که از مهم ترین آنها لوله­های جدار نازک دایره­ای هستند. در جاذب استوانه­ای جدار نازک سه پارامتر قطر، ضخامت و طول بر میزان جذب انرژی تاثیرگذارند. در این پژوهش به منظور دست­یابی به اطلاعات لازم برای طراحی یک جاذب انرژی ارزان قیمت با قابلیت جذب بالا، استوانه­های جدار نازک دارای فشار هوا در داخل که هوای داخل آن هنگام فروریزش متراکم می­شود، مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر بارگذاری­ها دینامیکی و محوری انتخاب شده تا تطابق بالاتری با واقعیت داشته باشند. شبیه­سازی و تحلیل مسئله توسط نرم­افزار اجزای محدود آباکوس و با اعمال ضرایب جانسون-کوک برای مدل کردن رفتار ماده صورت پذیرفته است. در ادامه، نمودار کل کار انجام شده نسبت به زمان به عنوان خروجی مسئله استخراج گردیده و صحت آن با آزمون های تجربی اثبات شده است. سپس نمونه­های مختلف مدل سازی شده و بر اساس آنها طراحی آزمایش انجام شده است. با استفاده از نتایج به­دست آمده از تحلیل واریانس، بهینه­سازی پارامترهای ضربه­گیر با استفاده از الگوریتم تکامل زمانی انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان دهنده آن است که می­توان با ایجاد تراکم داخلی بدون کم شدن قابلیت جذب از وزن جاذب کم کرد. عملکرد طرح بهینه ی به دست آمده با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکامل زمانی، بیش از ۳۳% نسبت به نمونه ی بدون تراکم بهبود پیدا کرد.

کلیدواژه ها:

Energy Absorber ، Optimization ، Cylindrical Shells ، Collapsing Behavior ، Time Evolutionary Algorithm. ، جاذب انرژی ، بهینه سازی ، پوسته های استوانه ای ، رفتار فروریزشی ، الگوریتم تکامل زمانی