Розробка Бі-гексагонального гібридного крашаварійної коробки, підданої осійному навантаженню для підвищення ударостійкості

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273847

Ключові слова:

Бі-гексагональна гібридна аварійна коробка, поглинання енергії, картина деформації, осьове навантаження

Анотація

Конструкцію аварійної коробки було розроблено для підвищення стійкості до аварій. Поперечний переріз аварійної коробки є одним з важливих параметрів для підвищення поглинання енергії як характеристики ударостійкості. У попередньому дослідженні гексагональний поперечний переріз забезпечує більше поглинання енергії, ніж інший поперечний переріз. Однією зі стратегій збільшення поперечного перерізу є використання двох поперечних перерізів, об’єднаних в один компонент конструкції аварійної коробки. Двотрубчастий аварійний бокс демонструє високе енергопоглинання з можливістю легкого виготовлення. В іншому дослідженні гібридна аварійна коробка досліджується для зменшення маси аварійної коробки. У цьому дослідженні було досліджено розробку бігексагональної гібридної коробки аварій, що піддається осьовому навантаженню для підвищення ударостійкості. Аналіз конструкції аварійної коробки розроблено за допомогою комп’ютерного моделювання за допомогою ANSYS Workbench 19.2. Використані матеріали аварійної коробки — алюмінієвий сплав і вуглецево-епоксидна смола. Моделювання матеріалу в аварійному боксі передбачається як тіло, що деформується, тоді як ударний елемент є твердим тілом. Осьове навантаження моделюється шляхом встановлення удару ударного елемента в краш-бокс зі швидкістю 7,67 м/с. Фіксована опора встановлена на дні аварійної коробки. Було змодельовано дев’ять моделей фронтальних випробувань для бігексагональної гібридної аварійної коробки з різним кутом орієнтації розкладки та діаметром композитної шестикутної труби. Спостерігали поглинання енергії та закономірності деформації. Результати показали, що найвище поглинання енергії та питоме поглинання енергії спостерігається на моделі A60 з кутом орієнтації накладок [0/60/0/60] і діаметром композитної шестикутної труби 41 мм, що становить 3693,8 Дж і 19,121 кДж/кг. Модель деформації в алюмінієвій частині є алмазною, тоді як у композитній частині модель деформації викликає поперечний зсув, вигин пластини, крихкий руйнування та локальний режим вигину

Спонсор дослідження

  • This study was supported by Professor Accelerated Grant from Engineering Faculty, Brawijaya University, Malang, Indonesia. We also thank Design and System Engineering laboratory, Mechanical Engineering Department, Brawijaya University for providing ANSYS Research license.

Біографії авторів

Moch Agus Choiron, Brawijaya University

Doctor of Engineering, Professor

Department of Mechanical Engineering

Delia Hani Wakhidah, Brawijaya University

Graduate Student

Department of Mechanical Engineering

Nurchajat, State Polytechnic of Malang

Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Kokkula, S., Langseth, M., Hopperstad, O. S., Lademo, O. G. (2006). Behaviour of an automotive bumper beam-longitudinal system at 40% offset impact: An experimental and numerical study. Latin American Journal of Solids and Structures, 3, 59–73. Available at: https://www.lajss.org/index.php/LAJSS/article/view/90/84
  2. Ma, J. (2011). Thin-walled Tubes with Pre-folded Origami Patterns as Energy Absorption Devices. University of Oxford, 212. Available at: https://eng.ox.ac.uk/media/8615/ma.pdf
  3. Jandaghi Shahi, V., Marzbanrad, J. (2012). Analytical and experimental studies on quasi-static axial crush behavior of thin-walled tailor-made aluminum tubes. Thin-Walled Structures, 60, 24–37. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2012.05.015
  4. 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
  5. 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 (1), 012022. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1446/1/012022
  6. Qiu, N., Gao, Y., Fang, J., Feng, Z., Sun, G., Li, Q. (2016). Theoretical prediction and optimization of multi-cell hexagonal tubes under axial crashing. Thin-Walled Structures, 102, 111–121. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2016.01.023
  7. Choiron, M. A. (2020). Characteristics of deformation pattern and energy absorption in honeycomb filler crash box due to frontal load and oblique load test. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (104)), 6–11. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200020
  8. Zhu, G., Sun, G., Yu, H., Li, S., Li, Q. (2018). Energy absorption of metal, composite and metal/composite hybrid structures under oblique crushing loading. International Journal of Mechanical Sciences, 135, 458–483. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2017.11.017
  9. Alavi Nia, 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 Structures, 74, 155–165. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2013.10.005
  10. Bai, Z., Guo, H., Jiang, B., Zhu, F., Cao, L. (2014). A study on the mean crushing strength of hexagonal multi-cell thin-walled structures. Thin-Walled Structures, 80, 38–45. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2014.02.024
  11. Vimal Kannan, I., Rajkumar, R. (2019). Deformation and energy absorption analysis of simple and multi-cell thin-walled tubes under quasi-static axial crushing. International Journal of Crashworthiness, 25 (2), 121–130. doi: https://doi.org/10.1080/13588265.2018.1542956
  12. 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 (4), 385–412. Available at: https://www.lajss.org/index.php/LAJSS/article/view/232/202
  13. Zhao, X., Zhu, G., Zhou, C., Yu, Q. (2019). Crashworthiness analysis and design of composite tapered tubes under multiple load cases. Composite Structures, 222, 110920. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.110920
  14. Choirotin, I., Choiron, M. A., Purnowidodo, A., Darmadi, D. B. (2021). Deformation Mode and Energy Absorption Analysis of Bi-Tubular Corrugated Crash Box Structure. International Journal of Integrated Engineering, 13 (7), 274–280. Available at: https://publisher.uthm.edu.my/ojs/index.php/ijie/article/view/7928
  15. Praveen Kumar, A., Nageswara Rao, D. (2021). Crushing characteristics of double circular composite tube structures subjected to axial impact loading. Materials Today: Proceedings, 47, 5923–5927. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.04.465
  16. Boria, S., Scattina, A., Belingardi, G. (2018). Axial Crushing of Metal-Composite Hybrid Tubes: Experimental Analysis. Procedia Structural Integrity, 8, 102–117. doi: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.12.012
  17. Obradovic, J., Boria, S., Belingardi, G. (2012). Lightweight design and crash analysis of composite frontal impact energy absorbing structures. Composite Structures, 94 (2), 423–430. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.08.005
  18. Sharifi, S., Shakeri, M., Fakhari, H. E., Bodaghi, M. (2015). Experimental investigation of bitubal circular energy absorbers under quasi-static axial load. Thin-Walled Structures, 89, 42–53. doi: https://doi.org/10.1016/j.tws.2014.12.008
  19. Esnaola, A., Elguezabal, B., Aurrekoetxea, J., Gallego, I., Ulacia, I. (2016). Optimization of the semi-hexagonal geometry of a composite crush structure by finite element analysis. Composites Part B: Engineering, 93, 56–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.03.002
Розробка Бі-гексагонального гібридного крашаварійної коробки, підданої осійному навантаженню для підвищення ударостійкості

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-02-25

Як цитувати

Choiron, M. A., Wakhidah, D. H., & Nurchajat. (2023). Розробка Бі-гексагонального гібридного крашаварійної коробки, підданої осійному навантаженню для підвищення ударостійкості. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(1 (121), 51–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273847

Номер

Том 1 № 1 (121) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Moch Agus Choiron, Delia Hani Wakhidah, Nurchajat

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.