Η επίδραση εξωτερικών αυλακώσεων στην αξονική κατάρρευση σωλήνων από σύνθετο υλικό

Abstract

Η ανάγκη για ασφαλή οχήματα σε περίπτωση σύγκρουσης έχει οδηγήσει στην αναθεώρηση των δομών που χρησιμοποιούνται ως συστήματα απορρόφησης ενέργειας σε αυτά. Πλέον οι λεπτότοιχες κατασκευές σχεδιάζονται ώστε να απορροφούν μεγάλο ποσό ενέργειας του υλικού, ακόμα και σε μη φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας ώστε να προστατευτεί η κατασκευή. Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην επίδραση των εξωτερικών αυλακώσεων, στην ικανότητα απορρόφησης ενέργειας δοκιμίων λεπτότοιχων διατομών κατασκευασμένων από σύνθετα υλικά. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με συνολικά δεκαεπτά δοκίμια ορθογωνικής, τετραγωνικής και κυκλικής διατομής, από τα οποία τα εννιά ήταν κατασκευασμένα από υαλούφασμα με ίνες τυχαίας διευθύνσεως (chopped strand glass mat), τα τέσσερα από ανθρακόνημα με στρώσεις ινών σε πλέγμα και τα υπόλοιπα από ανθρακόνημα με ίνες υπό γωνία 45 μοιρών. Τα δοκίμια έφεραν διαφορετικής πυκνότητας εξωτερικές αυλακώσεις και υπέστησαν αξονική στατική κατάρρευση σε υδραυλική και μηχανική πρέσα και ελήφθησαν τα αντίστοιχα διαγράμματα φορτίου-μετατόπισης. Στα κατεστραμένα δοκίμια έγιναν λεπτομερείς μικρογραφικές παρατηρήσεις της ζώνης κατάρρευσης με στόχο τη μελέτη του εμφανιζομένου μηχανισμού κατάρρευσης.

The crashworthy behavior of square, cylindrical and rectangular composite tubes subjected to static axial compression is reported in this article. The effect of external grooves on the axial collapse was investigated in order to determine the efficiency of all specimens. The collapse modes both at macroscopic and microscopic scale during the failure process were observed and analysed.