مقایسه عملکرد جذب انرژی سازه های چند جداره مربعی و دایروی با استفاده از روش کپراس و بهینه سازی سازه دایروی با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

2 کارشناس ارشد، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

چکیده

در این مقاله به عملکرد جذب انرژی سازه‌های دو جداره به همراه صفحات تقویتی که واصل بین این جداره‌ها می‌باشد، تحت بارگذاری شبه‌استاتیکی ‌بصورت محوری و مایل پرداخته شده است. سطح مقطع این سازه‌ها به دو صورت مربعی و دایروی در نظر گرفته شده است. در این تحقیق گام اول، صحت سنجی درستی نتایج شبیه‌سازی اجزاء محدود صورت گرفته در نرم‌افزار ال‌اس-داینا در مقایسه با نتایج بدست آمده از آزمایشات تجربی بوده است. سپس از مدل اجزاء محدود مذکور جهت بررسی رفتار جذب انرژی سازه‌های دو جداره مربعی و دایروی با مقیاس‌های مختلف (‌0، 25/0، 5/0‌، 75/0، 1) در حالت‌های متفاوت بارگذاری شبه‌استاتیکی محوری و مایل استفاده شده است. گام دوم تحقیق حاضر به‌کارگیری روش رتبه‌بندی کپراس جهت پیدا کردن بهترین سازه از نقطه نظر جذب انرژی بوده است. نتایج حاصل از این روش نشان داد که جذب انرژی سازه‌های بررسی شده با مقیاس 5/0‌ بهترین حالت سازه‌ها بوده و از سوی دیگر طبق داده‌های استخراج شده، سازه با سطح مقطع دایروی در مقایسه با سطح مقطع مربعی دارای میزان جذب انرژی بالایی می‌باشد. همچنین با افزایش زاویه‌ی بارگذاری، میزان جذب انرژی‌ و بیشترین نیروی لهیدگی کاهش‌ یافت. در انتهای تحقیق، با استفاده از روش‌های سطح پاسخ و طرح ترکیب مرکزی و همچنین شناسایی نقاط مهم، متغیرهای طراحی از قبیل ضخامت و شعاع سازه دو جداره دایروی بهینه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Alexander JM (1960) An  approximate  analysis  of  the  collapse  of  thin cylindrical  shells  under  axia loading. Mech Appl Math 13(1): 5-10.

[2] Wierzbicki T, Abramowicz W (1983) Study on the crushing mechanics of thin-walled structures. Appl Mech–­Trans American Society Mech Eng 50(4): 727-234.  

[3] Abramowicz W, Wierzbicki T (1989) Axial crushing of multi - corner  sheet metal columns. Appl Mech– Trans  American Society  Mech Eng 56(1): 113-120.

[4] Andrews KRF, England GL, Ghani E (1983) Classification of the  axial collapse of cylindrical tube sunder quasi­-­static loading. Int J Mech Sci25 (9– 10):687-696.

[5] Abramowicz W, Jones N­ (1984) Dynamic axial crushing of square  tubes. Int J Mech Sci 2(­2): 179-208.

[6] Abramowicz W, Jones N (1986) Dynamic progressive buckling of circular and square tubes. Int J Mech Sci 4(­4): 243-270.

[7] Langseth M, Hopperstad OS (1996) Static and dynamic axial crushing of square thin- walled aluminium extrusions. Int J Mech Sci18(7-8): 946-968.

[8] Tehrani P. H, Pirmohammad S (2011) Collapse study of thin-walled polygonal section columns subjected to oblique loads. J Auto Eng 1(­1): 267-279.

[9] Hosseini-TehraniP, PirmohammadS.Collapse Study of A pair thin walled prismatic column subjected to oblique loads. Int J Auto Eng 1: 267-279.

[10] Zheng G, Suzhen Wu, Sun  G, Li  G, Li  Q (2014) Crushing analysis foam-filled single and bitubal polygonal thin-walled tubes. Int J Mech Sci 87: 226-240.

[11] Tang Zh, Liu Sh, Zhang Z (2012) Analysis of energy absorption characteristics of cylindrical multi-cell columns. ThinWalled Struct 62: 75-84.

[12] Najafi A, Rais-Rohani M (2011) Mechanics of axial plastic collapse in multi-cell, multi-corner crush tubes. Thin-Walled Struc 49(1):1-12.

[13] Tehrani PH, Pirmohammad S (2010) Study on crashworthiness characteristics of several concentric thin wall tubes. ASME 10th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis 3(2): 12-14.

[14] Niknejad A, Firouzi M, Saadatfard H (1394) Experimental investigation of energy absorption behavior by an aluminum profile with special cross-section subjected to the quasi-static lateral loading. Modares Mech Eng 15(­4): 229-238.

[15] Damghani-Nouri M, Hatami H, Ghodsbin-Jahromi A (1394) Experimental investigation of expanded metal tube absorber under axial impact loading. Modares Mech Eng 15(­1):371-378.

[16] Qi C, Yang S, Dong F (2012) Crushing analysis and multi-objective crashworthiness optimization of tapered square tubes under oblique impact loading. Thin-Walled Struct 59(­7)­: 103-111.

[17] Chang Qi, ShuYang N, Fangliang D (2012) Crushing analysis and multi - objective  crashworthiness optimization of tapered square tubes under oblique impact loading. Thin-Walled Struct 59:­ 103-119.

[18] Reyes A, Langseth M, Hopperstad O (2002) Experiments-numerical analyses Crashworthiness of aluminum extrusions subjected to oblique loading. Int J Mechl Sci 44(­9): 1965-1984.

[19] AlaviNia A, FallahNejad Kh, Badnava H,  Farhoudi H.R (2012) Effects of buckling initiators on mechanical behavior of thin-walled square tubes subjected to oblique loading. Thin-Walled Struct 59: 87-96.

[20] AlaviNia A, Parsapour M (2014) Comparative analysis of energy absorption capacity of simple and multi-cell thin-walled tubes with triangular, square, hexagonal and octagonal sections. Thin Walled Struct 74:­ 155-165.

[21] Zhang X, Zhang H (2013) Energy absorption of multi-cells tube columns under axial compression. Thin-Walled Struct 68 :156-163.

[22] Zavadskas E­K, Kaklauskas A, Turskis Z, Tamošaitiene J (2008) Selection of the effective dwelling  house walls  by  applying attributes  values  determined  at  intervals.  J  Civil Eng Manag 14(­2): 85-93.      

[23] Kaklauskas A, Zavadskas E­K, Trinkunas V (2007) A multiple criteria  decision support on - line system for construction. Eng Appl Artificial Intelligence 20(­2):163-175.

[24] Zavadskas EK, Turskis Z, Tamošaitiene J, Marina V (2006) Multi criteria selection of project managers by applying  grey criteria. Technol Econ Dev Eco 14(­4)­: 462-477.

[25] Kaklauskas A, Zavadskas EK, Raslanas S, Ginevicius R, Komka A, Malinauskas P (2006) Selection of  low-e windows in retrofit of  public  buildings  by  applying  multiple  criteria  method  COPRAS: a Lithuanian case Energy and Buildings 38(­5): 454-462.

[26] Zavadskas EK, Kaklauskas A, Peldschus F, Turskis Z (2007) Multi-attribut eassess ment of road design solutions by using the COPRAS method. The Baltic J Road and Bridge Eng 2(4): 195-203.