JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يصف هذا البروتوكول دراسة أداء الضغط شبه الساكنة للأنابيب المموجة المدببة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة. تم التحقيق في تأثير تدرج السماكة على أداء الضغط. تظهر النتائج أن تصميم تدرج السماكة المناسب يمكن أن يغير وضع التشوه ويحسن بشكل كبير أداء امتصاص الطاقة للأنابيب.

Abstract

في هذه الدراسة ، تم فحص أداء الضغط شبه الساكن للأنابيب المدببة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة. أظهرت الدراسات السابقة أن تدرج السماكة يمكن أن يقلل من قوة الذروة الأولية وأن التمويج الجانبي يمكن أن يزيد من أداء امتصاص الطاقة. لذلك ، تم تصميم نوعين من الأنابيب المموجة الجانبية ذات السماكات المتغيرة ، وتم تحليل أنماط تشوهها ، ومنحنيات إزاحة الحمل ، وأداء امتصاص الطاقة. أظهرت النتائج أنه عندما كان عامل تغير السماكة (k) 0.9 و 1.2 و 1.5 ، تغير وضع تشوه الأنبوب المدبب المموج الفردي (ST) من التمدد والانكماش العرضي إلى الطي التدريجي المحوري. بالإضافة إلى ذلك ، أدى تصميم تدرج السماكة إلى تحسين أداء امتصاص الطاقة ل ST. زاد امتصاص الطاقة (EA) وامتصاص الطاقة النوعية (SEA) للنموذج مع k = 1.5 بنسبة 53.6٪ و 52.4٪ على التوالي ، مقارنة بنموذج ST مع k = 0. زاد EA و SEA للأنبوب المدبب المموج المزدوج (DT) بنسبة 373٪ و 95.7٪ على التوالي ، مقارنة بالأنبوب المخروطي. أدت الزيادة في قيمة k إلى انخفاض كبير في ذروة قوة التكسير للأنابيب وزيادة كفاءة قوة التكسير.

Introduction

تعد قابلية الاصطدام مشكلة أساسية للسيارات خفيفة الوزن ، وتستخدم الهياكل ذات الجدران الرقيقة على نطاق واسع لتحسين قابلية التصادم. تتمتع الهياكل النموذجية ذات الجدران الرقيقة ، مثل الأنابيب المستديرة ، بقدرة جيدة على امتصاص الطاقة ولكن عادة ما يكون لها قوى ذروة كبيرة وتقلبات في الحمل أثناء عملية التكسير. يمكن حل هذه المشكلة عن طريق إدخال تمويجات محورية1،2،3. يسمح وجود التموجات للأنبوب بالتشوه والطي بشكل بلاستيكي وفقا لنمط تمويج مصمم مسبقا ، والذي يمكن أن يقلل من قوة الذروة وتقلبات الحمل 4,5. ومع ذلك ، فإن نمط التشوه المستقر والخاضع للرقابة هذا له عيب: ينخفض أداء امتصاص الطاقة. لتحسين امتصاص الطاقة للأنابيب المموجة المحورية ، جرب الباحثون العديد من الطرق ، مثل استخدام تصميم التدرج الوظيفي في الطول الموجي 6,7 والسعة8 ، باستخدام رغوة التعبئة 9,10 ، وتشكيل هياكل متعددة الغرف ومتعددة الجدران11 ، وتشكيل أنابيب مدمجة12.

بالإضافة إلى ذلك ، صمم الباحثون أنابيب مموجة جانبية عن طريق إدخال تمويجات في المقطع العرضي للأنابيب الدائرية13،14،15،16. إن وجود تمويجات جانبية يحسن بشكل كبير من أداء امتصاص الطاقة للأنبوب17،18،19. قارن Eyvazian et al.20 قابلية تحطم الأنابيب المموجة الجانبية والأنابيب الدائرية العادية وأظهروا أن الأنابيب المموجة الجانبية لديها قدرة أفضل على امتصاص الطاقة. أحد أسباب هذه الملاحظة هو أن التمويج الجانبي يقوي جدار الأنبوب ، مما يجعله أكثر مقاومة للطي البلاستيكي. بالإضافة إلى ذلك ، يتسطح الجدار المموج للجزء البلاستيكي القابل للطي ، كما يمتص هذا التسطيح الطاقة. ومع ذلك ، فإن قوة الذروة الأولية العالية هي عيب لهذا النوع من الأنابيب ، وقد تؤثر هذه القوة الأولية العالية بشكل خطير على سلامة الركاب الذين يتم نقلهم.

تتمتع الهياكل المتدرجة وظيفيا بميزة طبيعية في تقليل قوة الذروة. عادة ما يتم تشكيل الأنابيب ذات الجدران الرقيقة المتدرجة وظيفيا عن طريق تغيير المعلمات الهندسية (على سبيل المثال ، القطر وسمك الجدار)21. الهياكل الأكثر انتشارا التي يتم تغيير قطرها هي الأنابيب المدببة ، بما في ذلك الأنابيب المدببة الدائرية22 ، والأنابيب المدببة المربعة23،24،25 ، والأنابيب المدببة متعددة الأضلاع26،27 ، والأنابيب المدببة المموجة المحورية28،29،30 ، والأنابيب المدببة ذات المقاطع العرضية الإهليلجية31. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من الدراسات على الأنابيب المموجة الجانبية. تشمل الهياكل المتدرجة للسمك النموذجية الأنابيب المربعة32،33 ، والأنابيب الدائرية34،35 ، والأنابيب المدببة36 ، والأنابيب متعددة الخلايا37،38 ، والهياكل الشبكية39. قلل Deng et al.40 من قوة الذروة الأولية للأنابيب المموجة الجانبية ذات التصميم المتدرج السماكة بنسبة 44.53٪ ، ولكن لم تكن هناك دراسات على الأنابيب المموجة الجانبية المدببة.

على الرغم من أن التجارب هي الطريقة الأكثر دقة ومباشرة لتقييم قابلية تحطم الهياكل ، إلا أنها تتطلب أيضا أموالا وموارد كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يصعب الحصول على بعض البيانات المهمة ، مثل سحب الإجهاد والإجهاد للهيكل وقيم الطاقة لأشكال مختلفة ، في التجارب18. تحليل العناصر المحدودة هو طريقة لمحاكاة ظروف الحمل الحقيقية باستخدام التقريب الرياضي. تم تطبيق هذا لأول مرة في مجال الفضاء ، بشكل أساسي لحل المشكلات الهيكلية الخطية. في وقت لاحق ، تم تطبيقه تدريجيا لحل المشكلات غير الخطية في العديد من المجالات ، مثل الهندسة المدنية والهندسة الميكانيكية ومعالجة المواد34. بالإضافة إلى ذلك ، مع تطوير برامج العناصر المحدودة ، أصبحت نتائج المحاكاة قريبة بشكل متزايد من نتائج التجارب المقابلة. لذلك ، يتم استخدام المحاكاة باستخدام تحليل العناصر المحدودة للتحقيق في قابلية تحطم الهياكل. في هذه الدراسة ، تم إجراء تحليل العناصر المحدودة لأداء الضغط شبه الساكن للأنابيب المدببة المموجة. تمت دراسة امتصاص الطاقة لنوعين من الأنابيب المموجة الجانبية المدببة (أي الأنبوب المدبب المموج المفرد [ST] والأنبوب المدبب المموج المزدوج [DT]) بسماكات متغيرة من الناحية العددية. تمت مقارنة النتائج بتلك التي تم الحصول عليها لأنبوب مخروطي تقليدي (CT). تظهر أبعاد الأنواع الثلاثة من الأنابيب ذات الجدران الرقيقة في الشكل 1 أ. يتم عرض المعلمات الهندسية ل ST في الشكل 1B ، ويتم بناء DT عن طريق عبور اثنين من STs. تم تصميم تدرج السماكة كما هو موضح في الشكل 1C ، ويتم تحديد تباين السماكة من خلال إدخال اختلاف: العامل k. في الشكل 1C ، th / 2 = 0.44 مم ، و k تم ضبطه على 0 و 0.3 و 0.6 و 0.9 و 1.2 و 1.5. أظهرت النتائج أن قوة التكسير القصوى تنخفض وتزداد كفاءة قوة التكسير مع زيادة k.

Protocol

1. إنشاء السطح في برنامج CAD

  1. افتح برنامج CAD (انظر جدول المواد) ، وانقر بزر الماوس الأيسر على ملف ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق جديد ، وحدد جزء.
  2. في الجزء 1 ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق الأعلى ، وحدد إظهار.
  3. إنشاء مستوى جديد: اضغط على Ctrl، وانقر بزر الماوس الأيسر لتحديد المستوى العلوي واسحبه لأعلى. أدخل 30 مم كمسافة الإزاحة ، وأعد تسمية المستوى "أسفل".
  4. قم بإنشاء رسم تخطيطي على المستوى "العلوي".
    1. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الأعلى ، وحدد رسم لإنشاء رسم تخطيطي 1. حدد منحنى مدفوع بالمعادلة في شريحة الرسم التخطيطي.
    2. حدد Parametric في نوع المعادلة. أدخل المعلمات وفقا للجدول 1.
      ملاحظة: يتم إنشاء شكل الرسم للمستوى العلوي في هذه الخطوة. على سبيل المثال ، إذا رغب المرء في إنشاء CT ، فأدخل 7.21 x sin (t) و 7.21 x cos (t) و 0 و 2 x pi في الجدول 1 في هذه الخطوة.
  5. قم بإنشاء رسم تخطيطي على المستوى "السفلي".
    1. انقر بزر الماوس الأيمن فوق أسفل ، وحدد رسم لإنشاء رسم تخطيطي 2. حدد منحنى مدفوع بالمعادلة في شريحة.
    2. حدد Parametric في نوع المعادلة. أدخل المعلمات وفقا للجدول 1.
      ملاحظة: يتم إنشاء شكل الرسم للمستوى السفلي في هذه الخطوة. على سبيل المثال، إذا كنت تريد إنشاء CT، فأدخل 12.5 x sin(t) و12.5 x cos(t) و0 و2 x pi في الجدول 1 في هذه الخطوة.
  6. توليد السطح.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر على السطح المرتفع. حدد Sketch 1 و Sketch 2 في Profiles، وحدد OK (راجع الملف التكميلي 1).
  7. كرر الخطوات المذكورة أعلاه (الخطوات 1.1-1.6) لإنشاء ثلاثة أنواع من الأسطح (الشكل 1 أ) ، وقم بتسميتهم CT و ST و DT ، كما هو موضح في الشكل 1 أ.
    ملاحظة: الخطوة 1.4.4 والخطوة 1.5.4 تنشئ الرسومات التخطيطية للمستويين العلوي والسفلي ، على التوالي ، وتقوم الخطوة 1.6 بربط الرسومات التخطيطية للمستويين العلوي والسفلي معا لتشكيل سطح. يكمن الاختلاف بين المستويات الثلاثة في رسم الخطوة 1.4.4 والخطوة 1.5.4.

2. بناء النموذج في برنامج العناصر المحدودة

ملاحظة: يتم وصف نموذج الضغط شبه الساكن ل ST مع k = 0.9 هنا كمثال. نماذج العناصر المحدودة لأنواع الأنابيب الثلاثة هي نفسها تماما. لذلك ، يجب استيراد الأنواع المختلفة من الأنابيب في الخطوة 2.1.1 ، ويجب تكرار الخطوة 2 للحصول على جميع النتائج.

  1. اجزاء: استيراد وإنشاء الأجزاء.
    1. افتح برنامج العناصر المحدودة (انظر جدول المواد). استيراد الجزء "ST": انقر بزر الماوس الأيسر فوق ملف > استيراد > جزء بالترتيب. حدد الملف ST ، وقم بتسمية هذا الجزء "ST" (انظر الملف التكميلي 2).
    2. قم بإنشاء جزء "المستوى السفلي": انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء جزء. ضمن الشكل ، حدد Shell ، وقم بتسمية هذا الجزء "المستوى السفلي" ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق متابعة. حدد Create Circle: Center and Perimeter، وارسم دائرة مع الأصل كمركز ونصف قطر 20 مم. أضف مجموعة النقاط المرجعية 4 إلى جزء "المستوى السفلي".
    3. قم بإنشاء جزء "الطائرة العلوية": انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء جزء. ضمن الشكل ، حدد Shell ، وقم بتسمية هذا الجزء "أعلى المستوى" ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق متابعة. حدد إنشاء دائرة: المركز والمحيط ، وارسم دائرة مع الأصل كمركز ونصف قطر 20 مم ، أضف مجموعة النقاط المرجعية 5 إلى جزء "المستوى العلوي".
  2. مال: حدد الخصائص المادية، وقم بتعيين المادة للقسم.
    1. إنشاء خصائص المواد.
      ملاحظة: الأنواع الثلاثة من الأنابيب لها نفس خصائص المواد.
      1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء مادة > كثافة > العامة بالترتيب ، وأدخل "7.85E-09 (7.85 × 10−9)" ضمن "كثافة الكتلة".
        ملاحظة: يتم الحصول على خصائص المواد من التقارير المنشورةسابقا 41 بنفس المواد ، ويتم تضمين مقدمة للمواد في قسم المناقشة.
      2. انقر بزر الماوس الأيسر فوق مرونة > الميكانيكية > المرونة بالترتيب ، وتحت معامل يونغ ونسبة بواسون ، أدخل "185,000" و "0.3" ، على التوالي.
      3. انقر بزر الماوس الأيسر فوق اللدونة الميكانيكية > > البلاستيك بالترتيب ، وأدخل البيانات المأخوذة من الشكل 2 في "إجهاد الخضوع" و "سلالة البلاستيك".
    2. قم بتعيين القسم.
      1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء قسم ، ضمن "الفئة" ، حدد Shell ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق متابعة.
      2. ضمن "سمك الغلاف" ، حدد التوزيع العقدي ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء حقل تحليلي ، وحدد حقل التعبير ، وأدخل الصيغة "0.44 - 0.9 / 100 x (Y − 15)".
        ملاحظة: يتم استخدام الصيغة لتغيير سمك الأنبوب في اتجاه الارتفاع وتحقيق تدرج السماكة. يتم تعريف عامل تباين السماكة k كما هو موضح في الشكل 1C ، والذي يشير إلى تباين السماكة لكل وحدة ارتفاع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ضبط سمك نصف الارتفاع على قيمة ثابتة (أي th / 2 = 0.44 مم) بحيث يمكن اشتقاق سمك الارتفاعات الأخرى من الارتفاع المتوسط:
        0.44 − [ك/100] × ([ص] − 15)
        حيث Y هو اتجاه الارتفاع في البرنامج.
      3. انقر بزر الماوس الأيسر فوق تعيين قسم ، واختر ST من الواجهة ، وانقر بزر الماوس الأيسر على تم ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق موافق.
  3. محفل: قم بتجميع الأجزاء في الكل.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء مثيل ، وحدد ST و Bottom Plane و Top Level. ثم انقر بزر الماوس الأيسر فوق موافق | قم بتدوير المثيل ، وحدد المستوى السفلي والمستوى العلوي. أدخل نقطة البداية (0 ، 0 ، 0) ونقطة النهاية (1 ، 0 ، 0) لمحور الدوران بدوره ، وأدخل 90 ضمن زاوية الدوران. انقر بزر الماوس الأيسر فوق ترجمة المثيل ، وحدد المستوى العلوي ، وأدخل نقطة البداية (0 ، 0 ، 0) ونقطة النهاية (0 ، 30 ، 0) لمتجه الترجمة بدوره.
  4. درج: قم بإنشاء خطوة تحليل، وقم بتعيين عناصر إخراج المحفوظات.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء خطوة ، وحدد ديناميكي ، صريح ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق متابعة. ضمن الفترة الزمنية ، أدخل 0.05 ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق موافق. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء إخراج المحفوظات ، وحدد الطاقة.
    2. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء إخراج المحفوظات ؛ ضمن "المجال" حدد Set5 ، ضمن "متغيرات الإخراج" أدخل "RF2 ، U2" ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق موافق.
  5. تفاعل: قم بتعيين خصائص الاتصال ونوعه ، وقم بتعيين المستوى العلوي والمستوى السفلي كأجسام صلبة.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء خاصية تفاعل ، وحدد جهة الاتصال. ضمن "ميكانيكي" حدد السلوك العرضي ، وضمن "صيغة الاحتكاك" حدد العقوبة ، وضمن "الاحتكاك Coeff" أدخل "0.2".
    2. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء تفاعل ، وحدد جهة اتصال عامة (صريحة) ، وضمن "تعيين الخاصية العمومية" حدد intProp-1.
    3. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء قيد ، وضمن "النوع" حدد الجسم الصلب ، والتقط المستوى السفلي والطائرة العلوية.
  6. حمل: قم بإصلاح المستوى السفلي ، واضبط سرعة تحميل هابطة تبلغ 500 مم / ثانية على المستوى العلوي.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء شرط الحدود ، ضمن "أنواع الخطوة المحددة" حدد الإزاحة / الدوران ، والتقط المجموعة 4 ، وأدخل 0 في جميع الاتجاهات.
    2. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء شرط الحدود ، ضمن "أنواع الخطوة المحددة" حدد السرعة / السرعة الزاوية ، والتقط المجموعة 5 ، وأدخل -500 ضمن "V2" ، وأدخل 0 في الاتجاه الآخر.
  7. شبكه: الربط وتحديد أنواع العناصر.
    ملاحظة: الخطوة 2.7 مهمة في تحليل العناصر المحدودة. يندمج الهيكل في عدد محدود من العناصر ، ويتم افتراض حل تقريب رياضي مناسب لكل عنصر ، ثم يتم اشتقاق شروط التوازن للهيكل بأكمله وحلها للحصول على حل للمشكلة.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر على الجزء الأولي ، وأدخل 0.8 ضمن "الحجم العالمي التقريبي" ، وأدخل 0.08 ضمن "حسب القيمة المطلقة". انقر بزر الماوس الأيسر فوق جزء الشبكة ، وحدد نعم.
    2. انقر بزر الماوس الأيسر فوق تعيين نوع العنصر ، والتقط الجزء ، وحدد تم. ضمن "مكتبة العناصر" ، حدد صريح ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق موافق.
    3. كرر الخطوة 2.7 لربط الأجزاء الثلاثة CT و ST و DT. يظهر نموذج العناصر المحدودة ل ST في الشكل 3.
  8. مهمة: أرسل العمليات الحسابية وقم بتصدير النتائج.
    1. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء وظيفة ، وحدد النموذج المراد حسابه ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق متابعة. انقر بزر الماوس الأيسر فوق مدير الوظائف ، وحدد النموذج المراد حسابه ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق إرسال.
    2. حدد النموذج المكتمل للحساب ، وانقر بزر الماوس الأيسر فوق النتائج للدخول إلى المرئيات. يتم الحصول على وضع التشوه ل ST (ك = 0.9) من التصور. انقر بزر الماوس الأيسر فوق إنشاء تاريخ XY. حدد إخراج محفوظات ODB ، وانقر فوق مؤامرة لرسم منحنى إزاحة القوة ل ST (k = 0.9).
  9. في الخطوة 2 ، تحتوي الخطوة 2.1.1 على ثلاثة خيارات هيكلية ، وتحتوي الخطوة 2.2.2.2 على ستة خيارات لعامل تباين السماكة (k) ، في حين أن الخطوات الأخرى هي نفسها. لذلك ، كرر الخطوات المذكورة أعلاه 18 مرة للحصول على أوضاع التشوه ومنحنيات إزاحة القوة ل 18 طرازا ، كما هو موضح في الشكل 4 ، الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7 ، الشكل 8. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الحصول على مؤشرات تقييم قابلية الاصطدام من منحنى إزاحة القوة من خلال المعادلات 1-4 ، كما هو موضح في الشكل 9 والشكل 10 والشكل 11 والجدول 2.
    ملاحظة: إدخال مؤشرات تقييم قابلية التصادم والمعادلات 1-4 موجودة في النتائج التمثيلية.

النتائج

يتم استخدام العديد من المؤشرات شائعة الاستخدام لتحديد قابلية تحطم الهياكل ، بما في ذلك امتصاص الطاقة الكلية (EA) ، وامتصاص الطاقة النوعية (SEA) ، وقوة التكسير القصوى (PCF) ، ومتوسط قوة التكسير (MCF) ، وكفاءة قوة التكسير (CFE) 42.

يمكن التعبير عن امتصاص ال?...

Discussion

تمت دراسة أداء الضغط شبه الساكن للأنابيب المدببة عن طريق تحليل العناصر المحدودة. تم تصميم نوعين جديدين من الأنابيب المموجة المدببة بسماكات متغيرة ، وتم فحص أداء الضغط شبه الساكن. في محاكاة الضغط شبه الساكنة ، يجب التحقق من بعض الخطوات والإعدادات المهمة.

م...

Disclosures

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

يود المؤلف الأول أن يعرب عن تقديره للمنح المقدمة من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 52078152 ورقم 12002095) ، والبرنامج العام لخطة قوانغتشو للعلوم والتكنولوجيا (رقم 202102021113) ، وصندوق اتحاد حكومة قوانغتشو والجامعات (رقم 202201020532) ، ومشروع العلوم والتكنولوجيا في بلدية قوانغتشو (المنحة رقم 202102020606).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
ABAQUSDassault SIMULIAFinite element software
CTBotong 3D printingConical tube for experiment
SOLIDWORKSDassault SystemesCAD software
Universal testing machineSUNSUTM5205, 200kN

References

  1. Wu, S., Li, G., Sun, G., Wu, X., Li, Q. Crashworthiness analysis and optimization of sinusoidal corrugation tube. Thin-Walled Structures. 105, 121-134 (2016).
  2. Hao, W., Xie, J., Wang, F., Liu, Z., Wang, Z. Analytical model of thin-walled corrugated tubes with sinusoidal patterns under axial impacting. International Journal of Mechanical Sciences. 128-129, 1-16 (2017).
  3. Alkhatib, F., Mahdi, E., Dean, A. Crushing response of CFRP and KFRP composite corrugated tubes to quasi-static slipping axial loading: Experimental investigation and numerical simulation. Composite Structures. 246, 112370 (2020).
  4. Liu, Z., et al. Axial-impact buckling modes and energy absorption properties of thin-walled corrugated tubes with sinusoidal patterns. Thin-Walled Structures. 94, 410-423 (2015).
  5. Eyvazian, A., Tran, T. N., Hamouda, A. M. Experimental and theoretical studies on axially crushed corrugated metal tubes. International Journal of Non-Linear Mechanics. 101, 86-94 (2018).
  6. Rawat, S., Narayanan, A., Nagendiran, T., Upadhyay, A. K. Collapse behavior and energy absorption in elliptical tubes with functionally graded corrugations. Procedia Engineering. 173, 1374-1381 (2017).
  7. Rawat, S., Narayanan, A., Upadhyay, A. K., Shukla, K. K. Multiobjective optimization of functionally corrugated tubes for improved crashworthiness under axial impact. Procedia Engineering. 173, 1382-1389 (2017).
  8. Zhang, X., Zhang, H. Axial crushing of circular multi-cell columns. International Journal of Impact Engineering. 65, 110-125 (2014).
  9. Mahbod, M., Asgari, M. Energy absorption analysis of a novel foam-filled corrugated composite tube under axial and oblique loadings. Thin-Walled Structures. 129, 58-73 (2018).
  10. Niknejad, A., Abdolzadeh, Y., Rouzegar, J., Abbasi, M. Experimental study on the energy absorption capability of circular corrugated tubes under lateral loading and axial loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 229 (13), 1739-1761 (2015).
  11. Ma, W., Li, Z., Xie, S. Crashworthiness analysis of thin-walled bio-inspired multi-cell corrugated tubes under quasi-static axial loading. Engineering Structures. 204, 110069 (2020).
  12. Mozafari, H., Lin, S., Tsui, G. C. P., Gu, L. Controllable energy absorption of double sided corrugated tubes under axial crushing. Composites Part B: Engineering. 134, 9-17 (2018).
  13. Albak, E. &. #. 3. 0. 4. ;. Crashworthiness design for multi-cell circumferentially corrugated thin-walled tubes with sub-sections under multiple loading conditions. Thin-Walled Structures. 164, 107886 (2021).
  14. Deng, X., Liu, W., Jin, L. On the crashworthiness analysis and design of a lateral corrugated tube with a sinusoidal cross-section. International Journal of Mechanical Sciences. 141, 330-340 (2018).
  15. Li, Z., Ma, W., Xu, P., Yao, S. Crushing behavior of circumferentially corrugated square tube with different cross inner ribs. Thin-Walled Structures. 144, 106370 (2019).
  16. Li, Z., Ma, W., Xu, P., Yao, S. Crashworthiness of multi-cell circumferentially corrugated square tubes with cosine and triangular configurations. International Journal of Mechanical Sciences. 165, 105205 (2020).
  17. Sadighi, A., Eyvazian, A., Asgari, M., Hamouda, A. M. A novel axially half corrugated thin-walled tube for energy absorption under axial loading. Thin-Walled Structures. 145, 106418 (2019).
  18. Sadighi, A., Salaripoor, H., Asgari, M. Comprehensive study on the crashworthiness of a new developed axially-half corrugated aluminum tubes. International Journal of Crashworthiness. 27 (3), 633-650 (2022).
  19. Wu, S., Sun, G., Wu, X., Li, G., Li, Q. Crashworthiness analysis and optimization of fourier varying section tubes. International Journal of Non-Linear Mechanics. 92, 41-58 (2017).
  20. Eyvazian, A., Habibi, K., Hamouda, A. M., Hedayati, R. Axial crushing behavior and energy absorption efficiency of corrugated tubes. Materials & Design. 54, 1028-1038 (2014).
  21. Fang, J., Gao, Y., Sun, G., Zheng, G., Li, Q. Dynamic crashing behavior of new extrudable multi-cell tubes with a functionally graded thickness. International Journal of Mechanical Sciences. 103, 63-73 (2015).
  22. Pang, T., et al. On functionally-graded crashworthy shape of conical structures for multiple load cases. Journal of Mechanical Science and Technology. 31 (6), 2861-2873 (2017).
  23. Xu, F., Zhang, X., Zhang, H. A review on functionally graded structures and materials for energy absorption. Engineering Structures. 171, 309-325 (2018).
  24. Mahmoodi, A., Shojaeefard, M. H., Saeidi Googarchin, H. Theoretical development and numerical investigation on energy absorption behavior of tapered multi-cell tubes. Thin-Walled Structures. 102, 98-110 (2016).
  25. Asanjarani, A., Dibajian, S. H., Mahdian, A. Multi-objective crashworthiness optimization of tapered thin-walled square tubes with indentations. Thin-Walled Structures. 116, 26-36 (2017).
  26. Guler, M. A., Cerit, M. E., Bayram, B., Gerçeker, B., Karakaya, E. The effect of geometrical parameters on the energy absorption characteristics of thin-walled structures under axial impact loading. International Journal of Crashworthiness. 15 (4), 377-390 (2010).
  27. Zhao, X., Zhu, G., Zhou, C., Yu, Q. Crashworthiness analysis and design of composite tapered tubes under multiple load cases. Composite Structures. 222, 110920 (2019).
  28. Alkhatib, S. E., Tarlochan, F., Eyvazian, A. Collapse behavior of thin-walled corrugated tapered tubes. Engineering Structures. 150, 674-692 (2017).
  29. Alkhatib, S. E., Tarlochan, F., Hashem, A., Sassi, S. Collapse behavior of thin-walled corrugated tapered tubes under oblique impact. Thin-Walled Structures. 122, 510-528 (2018).
  30. Ahmadi, A., Asgari, M. Efficient crushable corrugated conical tubes for energy absorption considering axial and oblique loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 233 (11), 3917-3935 (2018).
  31. Gao, Q., Wang, L., Wang, Y., Wang, C. Multi-objective optimization of a tapered elliptical tube under oblique impact loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 231 (14), 1978-1988 (2017).
  32. Baykasoğlu, C., Baykasoğlu, A., Tunay Çetin, M. A comparative study on crashworthiness of thin-walled tubes with functionally graded thickness under oblique impact loadings. International Journal of Crashworthiness. 24 (4), 453-471 (2019).
  33. Li, G., Xu, F., Sun, G., Li, Q. Crashworthiness study on functionally graded thin-walled structures. International Journal of Crashworthiness. 20 (3), 280-300 (2015).
  34. Zhang, Y., Lu, M., Sun, G., Li, G., Li, Q. On functionally graded composite structures for crashworthiness. Composite Structures. 132, 393-405 (2015).
  35. Baroutaji, A., Arjunan, A., Stanford, M., Robinson, J., Olabi, A. G. Deformation and energy absorption of additively manufactured functionally graded thickness thin-walled circular tubes under lateral crushing. Engineering Structures. 226, 111324 (2021).
  36. Li, G., Xu, F., Sun, G., Li, Q. A comparative study on thin-walled structures with functionally graded thickness (FGT) and tapered tubes withstanding oblique impact loading. International Journal of Impact Engineering. 77, 68-83 (2015).
  37. Chen, Y., et al. Crashworthiness analysis of octagonal multi-cell tube with functionally graded thickness under multiple loading angles. Thin-Walled Structures. 110, 133-139 (2017).
  38. Pang, T., Zheng, G., Fang, J., Ruan, D., Sun, G. Energy absorption mechanism of axially-varying thickness (AVT) multicell thin-walled structures under out-of-plane loading. Engineering Structures. 196, 109130 (2019).
  39. Gautam, R., Idapalapati, S. Compressive properties of additively manufactured functionally graded Kagome lattice structure. Metals. 9 (5), 1-14 (2019).
  40. Deng, X., Qin, S., Huang, J. Energy absorption characteristics of axially varying thickness lateral corrugated tubes under axial impact loading. Thin-Walled Structures. 163, 107721 (2021).
  41. Xiang, X., et al. The mechanical characteristics of graded Miura-ori metamaterials. Materials & Design. 211, 110173 (2021).
  42. Sun, G., Pang, T., Fang, J., Li, G., Li, Q. Parameterization of criss-cross configurations for multiobjective crashworthiness optimization. International Journal of Mechanical Sciences. 124-125, 145-157 (2017).
  43. Xiang, X., et al. Energy absorption of multilayer aluminum foam-filled structures under lateral compression loading. Mechanics of Advanced Materials and Structures. , (2022).
  44. Hanssen, A. G., Langseth, M., Hopperstad, O. S. Static and dynamic crushing of circular aluminium extrusions with aluminium foam filler. International Journal of Impact Engineering. 24 (5), 475-507 (2000).
  45. Fang, Y., Wang, Y., Hou, C., Lu, B. CFDST stub columns with galvanized corrugated steel tubes: Concept and axial behaviour. Thin-Walled Structures. 157, 107116 (2020).
  46. Zhang, L., Hebert, R., Wright, J. T., Shukla, A., Kim, J. -. H. Dynamic response of corrugated sandwich steel plates with graded cores. International Journal of Impact Engineering. 65, 185-194 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

191

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved