دانشکده مهندسی

گروه مکانیک

جلسه دفاعیه پایان ­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در

 رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی

عنوان:

مقایسه تاثیر تیغه­های داخلی و خارجی بر رفتار مکانیکی سازه­های جدارنازک

 با مقطع مربع

استاد راهنما:

دکتر علی علوی­نیا

اساتید ممتحن:

دکتر فرامرز فرشته صنیعی

دکتر امیرحسین محمودی

نگارش:

علی اخوان عطار

زمان: دوشنبه 8  تیر 94 ،  ساعت 10:30

مکان: آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

چكيده:

در بسیاری از سازه­های مهندسی و به خصوص دستگاه­های متحرک، برای جلوگیری از خسارات ناشی از ضربه یا کاهش آن از سیستم­های جاذب انرژی استفاده می­کنند و سازه­های جدارنازک دسته مهمی از این سیستم­ها را تشکیل می­دهند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی جذب انرژی و رفتار مکانیکی سازه­های جدارنازک آلومینیومی با مقطع مربعی می­باشد که پس از نصب تیغه­های داخلی یا خارجی در جداره سازه، تحت بارگذاری محوری قرار می­گیرند. ویژگی­های جذب انرژی مورد بررسی این سازه­ها شامل جذب انرژی مخصوص، نیروی متوسط لهیدگی، نیروی بیشینه اولیه، نحوه تغییرشکل و بازدهی نیروی لهیدگی بوه است. همچنین اثر ضخامت سازه، پهنای تیغه­، چیدمان تیغه­ها و شرایط مرزی مختلف در دو انتهای سازه مطالعه شده است. به­ منظور بررسی جذب انرژی حالت­های متعدد چیدمان تیغه­ها و نیز کاهش هزینه­ها، شبیه­سازی­های اولیه با استفاده از نرم­افزار LS-Dyna، روی مدل­های فرضی انجام شد. در نهایت چند نمونه مختلف از مدل­های پیشنهادی اولیه ساخته شدند و مورد آزمایش تجربی قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی­های عددی و تجربی تطابق مناسبی با یکدیگر داشتند. نتایج این پژوهش نشان داد که جذب انرژی مخصوص سازه جدارنازک مربعی، با افزایش تعداد تیغه­ها افزایش می­یابد؛ میزان این افزایش به مکان قرارگیری تیغه­ها نیز بستگی دارد. با انجام آزمایش­های تجربی ثابت شد که چیدمان تیغه­ها طبق مدل پیشنهادی، جذب انرژی مخصوص را نسبت به نمونه بدون تیغه تا 65% افزایش می­دهد. همچنین طی همین آزمایش، درصد بازدهی نیروی لهیدگی به حدود 69/0 رسید که مطلوب می­باشد. به­علاوه، مشخص شد که افزایش ضخامت سازه جدارنازک با جذب انرژی مخصوص رابطه مستقیم دارد. همچنین،  افزایش پهنای تیغه­ها تا حد مشخصی منجر به افزایش جذب انرژی مخصوص شد ضمن اینکه باعث منظم­تر شدن چین­خوردگی سازه می­شد. شرایط مرزی مقید در دو انتهای سازه نیز تاثیر ملموسی بر جذب انرژی سازه داشت.

Abstract:

Energy absorption systems are used in many engineering structures, especially moving devices, to prevent or reduce the damages caused by the crash or impact loads; and thin-walled structures constitute a major category of these systems. In this research, energy absorption and mechanical behavior of thin-walled structures made of aluminum with a square cross-section and containing internal or external blades are investigated under axial loading. Energy absorption characteristics of these structures including the specific energy absorption, the mean load, the initial peak load, deformation modes and crush force efficiency were studied. Also, the effect of the thickness of the structure, the width of the blade, the blades arrangement and different boundary conditions at either end of the structure has been investigated. In order to check the various arrangements of the blades and to reduce the research costs, initial simulations were carried out using LS-Dyna code. Finally, some specimens of the primary proposed models were built and tested. Numerical and experimental results were in good agreement with each other. Results of the research showed that specific energy absorption of the square thin-walled structure, increases with increasing number of the blades; the amount of the increase depends on the location of the blades. Experimental tests approved that the proposed arrangement of the blades increases specific energy absorption up to 65% with respect to the bladeless simple model. During these tests, the percentage of crush force efficiency reached the desired value of 0.69. In addition, it was found that increasing the thickness of thin-walled structures is directly proportional to specific energy absorption. Also, increasing the width of the blades to a certain level increased the specific energy absorption and caused more regular deformation. Constrained boundary conditions at the tube ends had considerable effect on the energy absorption of the structures.

نام: علی

نام خانوادگی: اخوان عطار

تاریخ تولد: 13/2/68

 مقالات:

1)       ارائه یک رابطه برای ضرائب اصلاح منحنی تنش کرنش در آزمایش فشار استوانه-کنفرانس بین المللی ISME2014

2)      بررسی تاثیر چیدمان تیغه­های خارجی بر رفتار مکانیکی مقاطع جدارنازک مربعی- همایش ملی مهندسی مکانیک-1393-تبریز

3)       بررسی تاثیر افزودن تیغه­های داخلی بر جذب انرژی سازه جدارنازک با مقطع مربعی- همایش ملی هوافضا و علوم وابسته-1394-دانشگاه تهران
 

مهارت نرم‌افزاری:

طراحی به وسیله نرم‌افزار 

شبیه‌سازی ضربه، انفجار، تغییر شکل و ... به وسیله نرم‌افزار  LS-DYNA؛

توانایی کار با نرم‌افزارهای Deform 3d، Office، ANSYS و...