Πειραματική μελέτη και αριθμητική προσομοίωση της κατάρρευσης κελυφών λεπτού πάχους με ειδική διαμόρφωση άκρου σε αξονική συμπίεση

Καντάς, Ηλίας; Kantas, Ilias

dc.contributor.author	Καντάς, Ηλίας	el
dc.contributor.author	Kantas, Ilias	en
dc.date.accessioned	2015-04-07T08:06:41Z
dc.date.available	2015-04-07T08:06:41Z
dc.date.issued	2015-04-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40557
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8673
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ενεργειακοί απορροφητές	el
dc.subject	Κατάρρευση κελυφών	el
dc.subject	Διαμόρφωση άκρου δοκιμίου	el
dc.subject	Μεταλλικοί σωλήνες	el
dc.subject	Αξονική συμπίεση κελυφών	el
dc.subject	Σωλήνες αλουμινίου	el
dc.subject	Crashworthiness	en
dc.subject	Energy absorbers	en
dc.subject	Axial crushing	el
dc.subject	Triggering mechanism	en
dc.subject	Aluminum tube	en
dc.subject	Triggering geometry	en
dc.title	Πειραματική μελέτη και αριθμητική προσομοίωση της κατάρρευσης κελυφών λεπτού πάχους με ειδική διαμόρφωση άκρου σε αξονική συμπίεση	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Crashworthiness	el
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh99005429
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-04-02
heal.abstract	Μια από τις βασικότερες παραμέτρους που λαμβάνεται υπόψην κατά το σχεδιασμό των μηχανολογικών κατασκευών, είναι η ασφάλεια των χρηστών της υπό σχεδιασμού διάταξης. Ειδικότερα, σε ότι αφορά την ασφάλεια έναντι συγκρούσεων, ο κλάδος του crashworthiness μελετά την κατάρρευση ειδικά διαμορφωμένων μεταλλικών σωλήνων (ενεργειακών απορροφητών), ώστε αυτοί μέσω της παραμόρφωσης και του πλαστικού έργου να απορροφούν την ενέργεια της κρούσης και να προστατεύουν την υπόλοιπη κατασκευή και τους χρήστες της. Στην προσπάθεια βελτίωσης της ικανότητας ενεργειακής απορρόφησης και των χαρακτηριστικών της κατάρρευσης, εισήχθησαν μηχανισμοί ελέγχου του φορτίου που παραλαμβάνεται από τους ενεργειακούς απορροφητές. Η διαμόρφωση άκρου των ενεργειακών απορροφητών, αποτελεί έναν από αυτούς τους μηχανισμούς (μηχανισμός triggering), ειδική περίπτωση του οποίου παρουσιάζεται στην παρούσα εργασία. Έτσι, κατασκευάσθηκαν δοκίμια από αλουμίνιο με ειδική διαμόρφωση άκρου, τα οποία τοποθετήθηκαν σε ειδικά διαμορφωμένες βάσεις που παρακολουθούν τη συγκεκριμένη γεωμετρία. Συγκεκριμένα, δημιουργήθηκαν δοκίμια με τρείς διαφορετικές γωνίες κορυφής σε τρείς διαφορετικές διατομές και συμπιέσθηκαν αξονικά στη μηχανή Inston. Ακόμα, δημιουργήθηκαν δοκίμια χωρίς διαμόρφωση άκρου με τις ίδιες διαστάσεις και διατομές προκειμένου να συγκριθούν με τα προηγούμενα και να διαπιστωθεί η επίδραση του triggering. Όλες οι πειραματικές δοκιμές εκτελέσθηκαν εις διπλούν προκειμένου να διαπιστωθεί η επαναληψιμότητα της συμπεριφοράς κατάρρευσης ομοίων δοκιμίων. Στη συνέχεια, αφού παρουσιάσθηκαν τα πειραματικά αποτελέσματα και έγιναν όλες οι πιθανές συγκρίσεις μεταξύ των δοκιμίων, εξήχθησαν συμπεράσματα ως προς τη συμπεριφορά κατάρρευσης, ενώ παρουσιάσθηκαν και τα δοκίμια που έχουν τις βέλτιστες συμπεριφορές κατάρρευσης. Τέλος, ακολούθησε υπολογιστική προσομοίωση των πειραματικών δοκιμών στον κώδικα πεπερασμένων στοιχείων ls – dyna. Τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης συγκρίθηκαν με τα αντίστοιχα πειραματικά και εξετάσθηκε κατά πόσο συγκλίνουν. Επίσης, εξαιτίας της έντονης θραύσης που παρουσίασαν ορισμένα δοκίμια, εισήχθη προσομοίωση της θραύσης στα αντίστοιχα μοντέλα. Μάλιστα χρησιμοποιήθηκαν δυο μέθοδοι προσομοίωσης της θραύσης, τα αποτελέσματα των οποίων συγκρίθηκαν τόσο με τα αντίστοιχα πειραματικά, όσο και μεταξύ τους προκειμένου να διαπιστωθεί ποια μέθοδος προσεγγίζει καλύτερα την πειραματική συμπεριφορά.	el
heal.abstract	Safety is an important factor which plays a crucial role at the design of mechanical structures. The domain of crashworthiness deals with specific structures called energy absorbers, which are used to protect the whole structure and users in case of impact. Energy absorbers are metallic tubes which absorb impact energy by converting it to plastic energy via deformation in an irreversible manner . Many mechanisms are introduced in order to control the absorbed energy and the deformation mode of the energy absorbers, one of which is the triggering mechanism. Ιn the present study, a special case of triggering mechanism is used and is related to a specific formation of the one end of the energy absorber (aluminum tube). So, special specimens of rectangular and circular cross - sections with three different angular formations at their ends were produced. These specimens were axially compressed, in order to investigate the crushing behavior and the deformation modes of aluminum tubes with such geometry. All experiments were conducted twice with a view to determine the repeatability of the results. Specimens of rectangular and circular cross – sections with typical ends were also produced to see the effect of triggering mechanism on the collapse behavior of such tubes. The results of these experiments, such as the compressive load – displacement curve, the maximum load, the average load and the energy absorption for each specimen are presented in this study. The appropriate comparisons between the specimens lead us to some conclusions about the crushing behavior of the tubes and indicate us which of the specimens exhibit the optimum deformation mode. Finally, the deformation process of the tubes has been studied using the finite element code LS – DYNA. Experimental and computed results are compared. Also, it has to be mentioned that cause of the fact that some specimens displayed intensive fracture, it is important to include fracture calculations in the corresponding computational models in order to improve simulation. Two simulation methods of fracture were introduced in computational models and the results were compared with the corresponding experimental results and with themselves in order to define which method simulates better the experimental results.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος-Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	197 σ.
heal.fullTextAvailability	true