heal.abstract |
Η μελέτη του φαινομένου των κρουστικών καταπονήσεων είναι ένας
σημαντικός τομέας της μηχανικής λόγω της επίδρασης που έχει στην καθημερινή ζωή
των ανθρώπων. Με εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, τις μεταφορές και την
συγκοινωνιολογία, είναι λογικό ότι η ανάπτυξη δομών απορρόφησης ενέργειας από
συγκρούσεις που προσφέρουν ασφάλεια στους χρήστες είναι εξαιρετικά σημαντική.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσπάθεια αποτίμησης
της συμπεριφοράς χαλύβδινων δομών έναντι κρούσης, χρησιμοποιώντας
διαφορετικούς προσανατολισμούς τετραγωνικών σωληνωτών διατομών. Ακόμα,
στόχος αυτής της έρευνας είναι να αναπτύξει μια νέα προσέγγιση που θα συμβάλλει
πιο αποτελεσματικά στην απορρόφηση ενέργειας. Αυτό θα επιτευχθεί με τη μελέτη της
συμπεριφοράς διαφορετικών συνδυασμών χαλύβδινων τετραγωνικών σωλήνων υπό
κρούση, την προσομοίωση με υπολογιστικά μοντέλα και τη σύγκριση των
πειραματικών και θεωρητικών αποτελεσμάτων. Οι προσομοιώσεις με τη μέθοδο των
πεπερασμένων στοιχείων, καθώς και το πειραματικό μέρος της διπλωματικής
εργασίας, πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Τεχνολογίας των Κατεργασιών του
Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Εκεί χρησιμοποιήθηκε ο κατάλληλος εξοπλισμός
για την κατασκευή των δοκιμίων, τη στατική και δυναμική φόρτισή τους και την
εξαγωγή των αποτελεσμάτων των μετρήσεων.
Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας, πραγματοποιείται αρχικά μια ανασκόπηση
της βιβλιογραφίας, με αναφορές σε ιστορικά στοιχεία και τις εφαρμογές των
ενεργειακών απορροφητών. Επίσης, γίνεται επεξήγηση του φαινομένου της κρούσης
με μαθηματικούς όρους, καθώς και των δεικτών αξιολόγησης αντοχής δομών έναντι
κρουστικών καταπονήσεων (δείκτες crashworthiness).
Στο πειραματικό μέρος όπου είναι και το κύριο μέρος της εργασίας αρχικά
γίνεται παρουσίαση της διαδικασίας που ακολουθήθηκε στο εργαστήριο. Ακολουθεί η
παρουσίαση των πειραματικών αποτελεσμάτων και στη συνέχεια περιγράφεται η
διαδικασία μοντελοποίησης για την προσομοίωση με πεπερασμένα στοιχεία, μαζί με
τα υπολογιστικά αποτελέσματα. Τέλος, πραγματοποιείται σύγκριση μεταξύ των
πειραματικών και υπολογιστικών αποτελεσμάτων, τα οποία σχολιάζονται.
Καταλήγοντας, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μία από τις τέσσερις δομές που
κατασκευάστηκαν αποδίδει ικανοποιητικά. Παρ’ όλα αυτά όμως, ενώ οι διατάξεις της
προσομοίωσης με τα πειράματα δεν φάνηκε να έχουν μεγάλες διαφορές μετά την
κρούση, τα αριθμητικά αποτελέσματα φανέρωναν σε αρκετές περιπτώσεις το αντίθετο.
Σε κάθε περίπτωση, απαιτείται περαιτέρω έρευνα, καθώς τα γενικά αποτελέσματα ήταν
ενθαρρυντικά. Πιθανές τροποποιήσεις σε μεθόδους και μεγαλύτερη επαναληψιμότητα
θα μπορούσαν να βελτιώσουν την αξιοπιστία της έρευνας. |
el |