سعید پارسا

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

 

 

دانشکده فنی مهندسی

گروه مکانیک

 

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مکانیک گرایش طراحی کاربردی

 

عنوان:

 

بررسی قابلیت جذب انرژی سازه‌های جدار نازک استوانه‌ای در مکانیزم تغییرشکل انقباضی-انبساطی هم‌زمان

 

استاد راهنما:

دکتر علی علوی‌نیا

 

اساتید داور:

دکتر رحمن سیفی

دکتر مهدی شعبان

 

نگارش:

سعید پارسا


تاریخ:16/12/1396 ساعت 30/11

مکان: آمفی تئاتر مهندسی

 

BU-Ali Sina University

 

Faculty of Engineering

Department of Mechanical Engineering

 

 

Thesis Submitted for Master of Science in Mechanical Engineering-Applied Design

 

Title:

 

A study on energy absorption capability of cylindrical thin-walled structures in a compound contraction-expansion deformation mechanism

 

Supervisor:

Ali Alavi Nia (Ph.D)

 

By:

Saeid Parsa

 

 

Feb. 2018

 

 

چکیده:

یکی از روشهای کاهش آسیبهای ناشی از تصادفات در وسایل نقلیه، بهکارگیریبکارگیری جاذبهای انرژی است که میتوانند با تغییرشکلهای انبساطی، انقباضی و تغییرشکلتغییرشکل خمیری بخشی از انرژی ضربه را جذب و از آسیبهای بیشتر جلوگیری کنند. در این پایاننامه یک مکانیزم تغییرشکل انقباضی-انبساطی هم‌زمان معرفی شدهمعرفی شدهاست تا به کمک آن جذب انرژی لولههای جدار نازک افزایش یابد. این پژوهش به منظور بررسی رفتار جاذب‌های جدار نازک استوانه‌ای که در بارگذاری شبه‌استاتیکی محوری دچار تغییرشکل هم‌زمان(مرکب) انقباضی-انبساطی می‌شوند، انجام گردیده‌است. پژوهش حاضر از دو بخش آزمایشهای تجربی و شبیهسازی‌های عددی تشکیل شدهاستتشکیل شده‌‌است. برای انجام آزمایشهای تجربی، سنبههایی از جنس فولاد و به شکل مخروطی-استوانه‌ای با ارتفاع‌ها و نیم‌زاویه رأس‌های متفاوت، طراحی و در بالا و پایین لولهها قرار داده شدند. لولههای مورد استفاده،مورد استفاده استوانهای و از جنس آلومینیوم بودند. سرعت بارگذاری 10 میلی‌متر بر دقیقه انتخاب شد. شبیهسازی عددی و بررسی پارامتری با نرم‌افزار الاس-داینا انجام شد. مقایسه نتایج عددی و تجربی تطابق خوبی داشت. در شبیه‌سازی‌های عددی، تأثیرتاثیر پارامترهایی مانند ارتفاع و نیم‌زاویه رأس سنبه، طول، قطر و ضخامت لوله و نیروی اصطکاک بین لوله و سنبه‌ها بررسی شدند. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که مکانیزم انقباضی-انبساطی هم‌زمان در حالت بدون روان‌کاری میتواند جذب انرژی ویژه را نسبت به مکانیزم چینخوردگی تنها تا 70% افزایش و نیروی بیشینه اولیه را نیز، نسبت به حالت چینخوردگی 97% کاهش دهد. همچنین، بهینه‌سازی مسئله با استفاده از نرم‌افزار مینی‌تب و روش پاسخ سطح انجام شد و مشخصات سازه بهینه استخراج گردید. هدف از انجام بهینه‌سازی یافتن مقادیری از پارامترها بود که بیشینه جذب انرژی ویژه و کمینه نیروی بیشینه اولیه را فراهم سازد. پارامترهای بررسی ‌شده در بهینه‌سازی به ترتیب، ارتفاع و نیم‌زاویه رأس سنبه، طول لوله، ضخامت لوله و نیروی اصطکاک بین لوله و سنبه‌ها بودند. درنهایت، حالت پیشنهادی ارائه‌ شده توسط روش پاسخ سطح برای جذب انرژی ویژه و نیروی بیشینه اولیه برای پارامترهای ذکر شده، به‌ ترتیب، مقادیر kJ/kg 3/28 و kN 47/2 بود که تطابق خوبی با همان شرایط در شبیه‌سازی داشت.

 

واژههای کلیدی: جذب انرژی، سازههای جدار نازک، مکانیزم ترکیبی انقباضی-انبساطی هم‌زمان، ال‌اس-داینا، مینیتب

 

Abstract:

                 One of the ways to reduce the damage caused by accidents in vehicles is the use of energy absorbers that can absorb a part of the impact energy by contraction, expansion and folding deformation, and preventing further damage. In this thesis a compound contraction-expansion deformation mechanism is introduced To help of increase in energy absorption of thin-walled tubes. This study is to investigate behavior of cylindrical thin-walled structures that been deformed in compound contraction-expansion mechanism by axial loading. The present study consists of two parts of experimental and numerical simulations. To do experimental experiments, dies made of steel and cylindrical-cone shaped with a difference heights and semi-angles were designed and placed on top and bottom of the tube. Used tubes material were aluminum and have cylindrical shape. The axial loading speed was 10 mm/min. A numerical simulation and parameter investigation was performed with the ls-Dyna software. Comparison of numerical and experimental results was in good agreement. In numerical simulations, the influence of parameters such as height and semi-angles of the dies, length, diameter and thickness of the tube, and the frictional force between the tube and the dies, were investigated. The simulation results showed that the compound expansion-contraction mechanism In non-lubricating mode can increase specific energy absorption up to 70% relative to only folding mechanism and reduce the initial maximum force to 97% relative to folding mechanism. Also, optimization of the problem was done using Minitab software and the surface response method and the optimal structure specifications were extracted. The purpose of the optimization was to find values of the parameters that provide the maximum energy absorption and initial minimum force. The parameters studied in optimization were heights and semi-angles of dies, tube length, tube thickness and frictional force between the tube and the dies. Finally, the proposed state provided by the surface response method for the specific energy absorption and initial maximum for the parameters mentioned respectively, 28.3 KJ/Kg and 2.47 KN. which had a well-matched conformation in the same conditions in simulation design.

 

Key Words: Expansion, Contraction, Die , Thin-Walled structures, Ls-Dyna, Minitab

 

 

 

 

 

 

 

 

سعید پارسا

اطلاعات تماس:

09167751982

M.sparsa@yahoo.com

 

 

تجارب حرفه ای

 

                                                                                                    

عنوان شغلی:کارآموز

ایران خودرو

 

 

 

اطلاعات تحصیلی

                                                                                                    

مقطع رشته و گرایش: لیسانس- مکانیک سیالات

نام دانشگاه: شهید چمران اهواز

توضیحات: روزانه. رتبه 861

 

                                                                                                    

 

گواهینامه

 

دارای مدرک : بازرسی فنی جوش

دارای گواهینامه : رانندگی - کامپیوتر(ICDL)                                           عضو انجمن علمی مکانیک دانشگاه                                                               هماهنگی و برگزاری بازدید‌های علمی و کلاس‌های آموزش نرم افزار و مسابقات درون دانشگاهی تحت نظارت انجمن علمی دانشگاه                                                                  پروژه‌ی تحقیقی و پژوهشی در مورد سیالات غیرنیوتنی                                                  پروژه‌ی تحقیقی و پژوهشی و آزمایشگاهی در مورد جاذب‌های انرژی                     ارائه‌ی پروژه در زمینه طراحی مبدل‌های حرارتی                                                                                                       آماده‌سازی مقالات علمی در زمینه جاذب‌های انرژی                                         مطالعه و تحقیق و بررسی نرم افزاری در زمینه مواد (FGM) و کاربرد آن‌ها در زمینه جاذب‌های انرژی                                                                                           

شرکت در دوره آمادگی آزمون تافل زبان انگلیسی

 

 

 

اطلاعات شخصی

 

سعید پارسا. متولد 11/1368 شهرستان شوشتر. دارای کارت معافیت از خدمت.

دین: اسلام (شیعه)

محل سکونت: خوزستان

 

مهارت ها

 

حرفه ای

نرم افزار:

آشنایی خوب با

Solidwork-catia-Ansys-Matlab-Lsdyna-Abaqus-Adams-PDms-aspen-word-excel-power point

آشنایی با استانداردها:

ASME-TEMA-ASTM

 

شخصی

شرکت در کار گروهی.

طراحی