Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1393
9
1
gregorian
2014
12
1
14
9
online
1
fulltext
fa
مدل سازی و مطالعه تحلیلی فروریزش پیشرونده فوم آلومینیوم
Modeling and analytical study of progressive collapse of aluminum foam
فروریزش محوری مواد فومی به دو صورت قابل رخداد است: تخریب نواری گسسته و فروریزش پیشرونده. در این مقاله، یک مدل ریاضی کاملاً جدید برای تخمین مقاومت و توصیف کیفی و کمی فروریزش پیشرونده یک بعدی فوم آلومینیومی در برابر بارگذاری ضربه ای معرفی گردیده و بر توانایی آن در تفکیک این الگوی فروریزش به دو رژیم مجزای انتشار موج شوک و موج الاستیک- پلاستیک، با استفاده از معیارهای صحیح تأکید شده است. سپس با استفاده از روابط بقا و بکارگیری این مدل جدید، حل تحلیلی تغییرشکل دینامیکی فومهای آلومینیومی در دو رژیم مذکور ارائه گردیده است. ویژگی بارز رژیم دوم، افزایش دو مرحله ای سطح تنش در خلال عبور موج از میان ماده است؛ بنحویکه تنش در ابتدا و با عبور بخش الاستیک موج تا آستانه تسلیم ارتقا یافته و آنگاه با عبور بخش پلاستیک آن، تا سطوح بسیار بالاتر پرش می نماید. حال آنکه در رژیم نخست، موج تنش تنها دارای یک بخش پلاستیک است که با جبهه ای عمودی و تیز و سرعتی کاملاً فراصوتی، در محیطی اساساً آرام و دست نخورده منتشر می شود. مدل سازی تحلیلی ارائه شده با استفاده از شبیه سازی المـان محدود درستی آزمایی و اعتـبارسنجی گردیده است. نزدیکی بسیار مـطلوب پیش بینی های تئوری به نتایج عددی، حاکی از دقت بالای مدل و معادلات توصیفگر آن است.
Axial compression behavior of foam materials can be explained by two ideal deformation scenarios: discrete crush band process and progressive collapse. In this paper, a perfectly new model for strength assessment and quantitative/qualitative description of one-dimensional progressive collapse of aluminum foams under impulsive loadings is presented and its capability to split this way of crushing into two distinct regimes of shock wave and elastic- plasic wave propagation is highlighted. Then, using conservation relations and the new introduced model, the analytical solution of dynamic deformation of aluminum foams in the two mentioned regimes is developed. Regime 2 considers the case when the crushing front velocity is lower than the linear sound velocity of the foam; but remains higher than the effective sound velocity for a perturbation in which the amplitude lies in the so-called “plateau region’ of the static stress-strain diagram. The physical difference between this regime and the fiest one entails not only the creation a shock front associated with the collapsing foam, but also an acoustic precursor in the case of second regime.Finite element simulation is also performed to validate the analytical procedure. The numerical prediction is found to be in very good agreement with the analytical results.
فوم آلومینیوم,مدل یکبعدی فروریزش پیشرونده,موج شوک,موج الاستیک- پلاستیک,موج الاستیک پیشرو
Aluminum foam,1D progressive collapse model,Shock Wave,Elastic-Plastic wave,Precurser elastic wave
99
106
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-15800-12&slc_lang=fa&sid=15
Ehsan
Zamani
احسان
زمانی
100319475328460052971
100319475328460052971
Yes
استادیار مهندسی مکانیک- دانشگاه شهرکرد
Gholamhossein
Liaghat
غلامحسین
لیاقت
100319475328460060794
100319475328460060794
No
Tarbiat Modares University
دانشگاه تربیت مدرس
Mohammad Hossein
Pol
محمدحسین
پل
100319475328460053120
100319475328460053120
No
Tafresh University
دانشگاه تفرش