Μελέτη απορρόφησης ενέργειας κατά την αξονική καταστροφική καταπόνηση κεύφων σύνθετου υλικου ορθογωνικής διατομής εσωτερικά ενισχυμένων με μεταλλικό και πολυμερή αφρό. Πειραματική και αριθμητική προσομοίωση

Abstract

Η ανθεκτική στην σύγκρουση συμπεριφορά των τετραγωνικών σωλήνων σύνθετου υλικού που υποβάλλονται σε στατική αξονική συμπίεση κάτω από διάφορες περιστάσεις μελετήθηκε στην εργασία αυτή. Η συμπεριφορά και η συμβολή ενός αργιλικού και ενός πολυμερούς αφρού ως συστατικά ενίσχυσης ερευνήθηκαν επίσης, προκειμένου να καθοριστεί η λειτουργική και οικονομοτεχνική αποδοτικότητα όλων των δοκιμίων. Οι τρόποι κατάρρευσης σε μακροσκοπική κλίμακα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αστοχίας παρατηρήθηκαν και αναλύθηκαν. Επιπλέον, αριθμητική προσομοίωση με το λογισμικό προσομοίωσης LS- DYNA εκτελέσθηκε προκειμένου να συγκριθούν τα αποτελέσματα με τους πειραματικά παρατηρηθέντες μηχανισμούς κατάρρευσης των υλικών, και την μετρηθείσα ενέργεια που απορροφήθηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Τέλος, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης επαληθεύτηκαν σε ικανοποιητικό βαθμό σε σύγκριση με τα πειραματικά, δείχνοντας την αποδοτικότητα του αναλυτικού προτύπου στην πρόβλεψη της ενεργειακής απορροφητικής ικανότητας του καταρρεσμένου ενισχυμένου κελύφους.

The crashworthy behaviour of square composite material tubes subjected to static axial compression under various circumstances is reported in this article. The behaviour and the contribution of aluminium and polymeric foams to the tubes crashworthiness were also investigated, in order to determine the functional and financial efficiency of all specimens. The collapse modes at macroscopic scale during the failure process were observed and analysed. Furthermore, an arithmetic simulation with the LS-DYNA simulation software was executed in order to compare the results to the experimentally observed collapse mechanisms of the components, and the calculated energy absorbed during the processes. Finally, the simulating results were well justified in comparison to the experimental ones, indicating the efficiency of the analytical model in predicting the energy absorbing capacity of the collapsed shell.