Характеристики картини деформації та поглинання енергії в краш-боксі зі стільниковим наповнювачем при випробуванні на лобове і похиле навантаження

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200020

Ключові слова:

краш-бокс, стільниковий наповнювач, випробування на лобове і похиле навантаження

Анотація

Розроблено конструкцію краш-боксу, що дозволяє підвищити здатність краш-боксу поглинати енергію удару. У попередніх дослідженнях розроблений краш-бокс з додаванням наповнювача. Додавання наповнювача в краш-бокс дозволяє збільшити поглинання енергії. Алюмінієві стільникові наповнювачі володіють поєднанням легкої маси і здатності поглинати енергію удару. Додавання наповнювача в краш-бокс також дозволяє зменшити можливість глобального вигину в краш-боксі. Методом дослідження є комп'ютерне моделювання з використанням програмного забезпечення ANSYS Academic ver 18.1. В даному дослідженні використовувалися круглі, квадратні і шестикутні варіації поперечного перерізу, які досягали однакової площі поперечного перерізу конструкції. Геометрична модель краш-боксу і стільникового наповнювача визначається як товщина краш-боксу (tc) 1,6 мм, товщина стільникового наповнювача (т) 0,5 мм для одношарового і 1 мм для двошарового і довжина краш-боксу (l) 120 мм. Використовувані матеріали були AA6063-T6 для краш-боксів і AA3003 для стільникових наповнювачів. Модель випробувань складалася з двох типів, а саме, випробування на лобове навантаження і випробування на похиле навантаження. Швидкість ударного елементу (v) встановлена на 15 м/с. Ударний елемент і нерухома опора моделюються у вигляді жорсткого тіла, а краш-бокс розглядається як пружне тіло. Спостереження проводилися з використанням таких характеристик як картина деформації і величина поглинання виробленої енергії відповідно до даної моделі навантаження. Виходячи з результатів картини деформації, можна встановити, що в моделі краш-боксу з квадратним і шестикутним стільниковим наповнювачем картиною виниклої деформації було складання гармошкою, а у краш-боксу з круглим стільниковим наповнювачем був змішаний режим при випробуванні на лобове навантаження. Що стосується похилих навантажень, то краш-бокс знижує глобальний вигин на всіх моделях. Результати моделювання з використанням моделі випробування на лобове навантаження показали, що краш-бокс з колоподібним стільниковим наповнювачем має найбільше поглинання енергії, а краш-бокс з шестикутним стільниковим наповнювачем – найвище питоме поглинання енергії (ППЕ). В ході випробування на похиле навантаження було виявлено, що краш-бокс з шестикутним стільниковим наповнювачем володіє найбільшим поглинанням енергії і ППЕ. Порівнюючи модель шестикутного краш-боксу зі стільниковим наповнювачем і без нього, слід зазначити, що шестикутний краш-бокс з стільниковим наповнювачем має більш високу ефективність при зіткненні

Біографія автора

Moch Agus Choiron, Brawijaya University Jl. Mayjen Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Associate Professor, Head of Design and System Engineering Laboratory

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Korlantas, P. (2018). Accidents in Indonesia during the last quarter. Jakarta: Korps. Lalulintas.
  2. Kokkula, S. (2005). Bumper Beam-Longitudinal System Subjected to Offset Impact Loading. Norway.
  3. Federal motor vehicle safety standards and regulations (2018). NHTSA.
  4. Canadian motor vehicle safety standard and regulations (2018). CMVSR.
  5. European vehicle safety standard regulations for crash testing (2018). ECMT.
  6. Jones, N. (2011). Structural impact. Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9780511820625
  7. Velmurugan, R., Muralikannan, R. (2009). Energy absorption characteristics of annealed steel tubes of various cross sections in static and dynamic loading. Latin American Journal of Solid and Structures, 6, 385–412.
  8. Tarlochan, F., Samer, F., Hamouda, A. M. S., Ramesh, S., Khalid, K. (2013). Design of thin wall structures for energy absorption applications: Enhancement of crashworthiness due to axial and oblique impact forces. Thin-Walled Structures, 71, 7–17. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2013.04.003
  9. Nagel, G. M., Thambiratnam, D. P. (2005). Computer simulation and energy absorption of tapered thin-walled rectangular tubes. Thin-Walled Structures, 43 (8), 1225–1242. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2005.03.008
  10. Nagel, G. M., Thambiratnam, D. P. (2006). Dynamic simulation and energy absorption of tapered thin-walled tubes under oblique impact loading. International Journal of Impact Engineering, 32 (10), 1595–1620. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2005.01.002
  11. Choiron, M. A. (2020). Analysis of multi-cell hexagonal crash box design with foam filled under frontal load model. Journal of Physics: Conference Series, 1446, 012022. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1446/1/012022
  12. Seitzberger, M., Rammerstorfer, F. G., Degischer, H. P., Gradinger, R. (1997). Crushing of axially compressed steel tubes filled with aluminium foam. Acta Mechanica, 125 (1-4), 93–105. doi: https://doi.org/10.1007/bf01177301
  13. Zarei, H., Kröger, M. (2008). Optimum honeycomb filled crash absorber design. Materials & Design, 29 (1), 193–204. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2006.10.013
  14. Aktay, L., Çakıroğlu, C., Güden, M. (2011). Quasi-Static Axial Crushing Behavior of Honeycomb-Filled Thin-Walled Aluminum Tubes. The Open Materials Science Journal, 5 (1), 184–193. doi: https://doi.org/10.2174/1874088x01105010184
  15. Hussein, R. D., Ruan, D., Lu, G., Sbarski, I. (2016). Axial crushing behaviour of honeycomb-filled square carbon fibre reinforced plastic (CFRP) tubes. Composite Structures, 140, 166–179. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.12.064
  16. Fang, J., Gao, Y., Sun, G., Qiu, N., Li, Q. (2015). On design of multi-cell tubes under axial and oblique impact loads. Thin-Walled Structures, 95, 115–126. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2015.07.002

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Choiron, M. A. (2020). Характеристики картини деформації та поглинання енергії в краш-боксі зі стільниковим наповнювачем при випробуванні на лобове і похиле навантаження. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (104), 6–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200020

Номер

Том 2 № 7 (104) (2020): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Moch Agus Choiron

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.