بررسي تجربي و عددي فروريزي جاذب انرژي هيبريدي فلز-كامپوزيت تحت بارگذاري شبه استاتيك

در اين مقاله مطالعه‌اي پارامتريك بر روي تاثير ضخامت و لايه‌چيني لايه‌هاي كامپوزيتي در فروريزي جاذب انرژي هيبريدي با مقطع دايره و جنس آلومينيوم پيچيده شده با الياف شيشه/اپوكسي به صورت تجربي و عددي بررسي شد. نمونه‌ها با استفاده از روش تزريق رزين توسط پمپ خلاء ساخته شد و تحت بار شبه استاتيك قرار گرفتند. انرژي ويژه جذب شده به عنوان معياري براي ارزيابي جاذب‌هاي انرژي استفاده گرديده و همچنين نوع و نحوه عملكرد مكانيزم‌هاي تخريب موجود در طول فروريزي مورد بررسي كامل قرار گرفته است. در بررسي عددي، جاذب انرژي مورد استفاده توسط چند لايه المان پوسته‌ي مقيد شده در نرم‌افزار ال‌اس‌داينا مدل‌سازي و اثر آغازگر با كاهش پيوسته طول لايه‌هاي پوسته نسبت به يكديگر در نظر گرفته شد. ترك‌هاي بين لايه‌اي با اتصال قيد جداشونده، طبق فرمول‌بندي نيرو-جدايش مدل گرديد و براي از بين بردن اثرات اندازه مش از معيار طول ناحيه چسبندگي بهره برده شده است. اكثر خواص مكانيكي مورد نياز براي مدلسازي نيز با استفاده از آزمايش‌هاي استاندارد اندازه‌گيري گرديد. نتايج تطابق قابل قبولي بين داده‌هاي تجربي و مدلسازي عددي نشان مي‌دهند. با افزايش ضخامت، نيروي ماكزيمم، نيروي ميانگين و انرژي جذب شده (EA) افزايش يافته است. مود فروريزي لوله آلومينيومي در جاذب انرژي آلومينيومي در مقايسه با جاذب انرژي هيبريدي، از مود آكارديوني به الماسي تغيير شكل پيدا كرد. همچنين فروريزي الياف به صورت پيوسته و با تشكيل لايه‌هاي خم شونده به بيرون همراه بوده است.

In this paper, a parametric study on the effect of thickness and stacking sequence of composite layers in a hybrid energy absorber with an aluminum tube wrapped with glass/epoxy composite layers has been experimentally and numerically investigated. The samples were fabricated by vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and tested under a quasi-static crushing load. Specific absorbed energy was used as a criterion for evaluating. In addition, the type and mode of failure mechanisms during the crushing have been thoroughly investigated. The energy absorbers used by the multi-layered shell element is modeled in Ls-Dyna software and the effect of the trigger is considered with continuous reduction of the length of the shell layers relative to each other. The interlayer cracks are modeled according to the force-separation formulation and are used to eliminate the mesh size effects from the adhesion length criterion. Most of the mechanical properties required for modeling were also measured using standard tests. The results show an acceptable correlation between experimental data and numerical modeling. As the thickness increased, the maximum force, mean force, and absorbed energy (EA) increased. Aluminum Crash mode in aluminum tube compared to hybrid tube, it has been transformed from accordion to diamond. In addition, fiber collapse has been associated with the formation of outward bending layers.