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

פרוטוקול זה מתאר את המחקר של ביצועי דחיסה כמו-סטטיים של צינורות מחודדים גליים באמצעות סימולציות אלמנטים סופיים. נבדקה השפעת שיפוע העובי על ביצועי הדחיסה. התוצאות מראות כי תכנון שיפוע עובי נכון יכול לשנות את מצב העיוות ולשפר באופן משמעותי את ביצועי ספיגת האנרגיה של הצינורות.

Abstract

במחקר זה, ביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים של צינורות מחודדים נחקרו באמצעות סימולציות של אלמנטים סופיים. מחקרים קודמים הראו כי שיפוע עובי יכול להפחית את כוח השיא הראשוני וכי גלי רוחבי יכול להגדיל את ביצועי ספיגת האנרגיה. לכן, תוכננו שני סוגים של צינורות גליים מחודדים רוחביים עם עוביים משתנים, ונותחו דפוסי העיוות שלהם, עקומות תזוזת העומס וביצועי ספיגת האנרגיה שלהם. התוצאות הראו כי כאשר גורם שינוי העובי (k) היה 0.9, 1.2 ו-1.5, מצב העיוות של הצינור המחודד הגלי היחיד (ST) השתנה מהתרחבות והתכווצות רוחבית לקיפול פרוגרסיבי צירי. בנוסף, עיצוב שיפוע העובי שיפר את ביצועי ספיגת האנרגיה של ST. ספיגת האנרגיה (EA) וספיגת האנרגיה הספציפית (SEA) של המודל עם k = 1.5 גדלו ב -53.6% ו -52.4%, בהתאמה, בהשוואה למודל ST עם k = 0. ה-EA וה-SEA של הצינור המחודד הגלי הכפול (DT) עלו ב-373% וב-95.7%, בהתאמה, בהשוואה לצינור החרוטי. העלייה בערך k הביאה לירידה משמעותית בשיא כוח הריסוק של הצינורות ולעלייה ביעילות כוח הריסוק.

Introduction

כשירות לתאונה היא נושא חיוני עבור מכוניות קלות, ומבנים בעלי קירות דקים נמצאים בשימוש נרחב כדי לשפר את הכשירות להתרסקות. מבנים טיפוסיים בעלי דופן דקה, כגון צינורות עגולים, הם בעלי יכולת ספיגת אנרגיה טובה, אך בדרך כלל יש להם כוחות שיא גדולים ותנודות עומס במהלך תהליך הריסוק. בעיה זו יכולה להיפתר על ידי החדרת גלי ציר 1,2,3. נוכחותם של גלי מאפשרת לצינור להתעוות פלסטית ולקפל על פי תבנית גלית מתוכננת מראש, אשר יכולה להפחית את כוח השיא ואת תנודות העומס 4,5. עם זאת, לדפוס עיוות יציב ומבוקר זה יש חיסרון: ביצועי ספיגת האנרגיה פוחתים. כדי לשפר את ספיגת האנרגיה של צינורות גליים ציריים, חוקרים ניסו שיטות רבות, כגון שימוש בעיצוב שיפוע פונקציונלי באורך גל 6,7 ומשרעת8, שימוש בקצף מילוי 9,10, יצירת מבנים מרובי תאים ורב-דפנות11, ויצירת צינורות משולבים12.

בנוסף, חוקרים תכננו צינורות גליים רוחביים על ידי החדרת גלי לחתך רוחב של צינורות עגולים 13,14,15,16. קיומם של גלי רוחב משפר מאוד את ביצועי ספיגת האנרגיה של הצינור 17,18,19. Eyvazian et al.20 השוו את יכולת ההתרסקות של צינורות גליים רוחביים וצינורות עגולים רגילים והראו כי צינורות גליים רוחביים היו בעלי יכולת ספיגת אנרגיה טובה יותר. אחת הסיבות לתצפית זו היא שהגלי הצידי מחזק את דופן הצינור, מה שהופך אותו לעמיד יותר בפני קיפול פלסטיק. בנוסף, הקיר הגלי של החלק המתקפל מפלסטיק משתטח, וגם השטחה זו סופגת אנרגיה. עם זאת, כוח השיא הראשוני הגבוה הוא חסרון של צינור מסוג זה, וכוח התחלתי גבוה זה עלול להשפיע קשות על בטיחות הנוסעים המובלים.

למבנים מדורגים פונקציונלית יש יתרון טבעי בהפחתת כוח השיא. צינורות דקים נפוצים בעלי דופן דקה מדורגים פונקציונלית נוצרים בדרך כלל על ידי שינוי הפרמטרים הגיאומטריים (למשל, הקוטר ועובי הקיר)21. המבנים הנפוצים ביותר עבורם משתנה הקוטר הם צינורות מחודדים, כולל צינורות מחודדים עגולים22, צינורות מחודדים מרובעים 23,24,25, צינורות מחודדים מצולעים 26,27, צינורות מחודדים גליים ציריים 28,29,30, וצינורות מחודדים עם חתכים אליפטיים 31. עם זאת, ישנם מעט מחקרים על צינורות גליים רוחביים. מבני שיפוע עובי אופייניים כוללים צינורות מרובעים32,33, צינורות עגולים34,35, צינורות מחודדים36, צינורות רב-תאיים 37,38 ומבני סריג39. דנג ועמיתיו 40 הפחיתו את כוח השיא הראשוני של צינורות גליים רוחביים עם עיצוב שיפוע עובי ב -44.53%, אך לא נערכו מחקרים על צינורות גליים מחודדים רוחביים.

למרות שניסויים הם השיטה המדויקת והישירה ביותר להעריך את כשירות ההתרסקות של מבנים, הם גם דורשים כסף ומשאבים רבים. בנוסף, כמה נתונים חשובים, כגון ענני מתח מתח של המבנה ואת ערכי האנרגיה של צורות שונות, קשה להשיג בניסויים18. ניתוח אלמנטים סופיים הוא שיטה להדמיית תנאי העומס האמיתיים באמצעות קירוב מתמטי. זה יושם לראשונה בתחום התעופה והחלל, בעיקר לפתרון בעיות מבניות ליניאריות. מאוחר יותר, הוא יושם בהדרגה לפתרון בעיות לא ליניאריות בתחומים רבים, כגון הנדסה אזרחית, הנדסת מכונות ועיבוד חומרים34. בנוסף, עם פיתוח תוכנת אלמנטים סופיים, תוצאות הסימולציה התקרבו יותר ויותר לאלה של הניסויים המתאימים. לכן, סימולציה באמצעות ניתוח אלמנטים סופיים משמשת כדי לחקור את יכולת ההתרסקות של המבנים. במחקר זה נערך ניתוח אלמנטים סופיים של ביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים של צינורות מחודדים גליים. ספיגת האנרגיה של שני סוגים של צינורות גליים מחודדים רוחביים (כלומר, הצינור המחודד הגלי היחיד [ST] והצינור המחודד הגלי הכפול [DT]) עם עוביים משתנים נחקרה מספרית. התוצאות הושוו לאלה שהתקבלו עבור צינור חרוטי קונבנציונלי (CT). הממדים של שלושת סוגי הצינורות הדקים מוצגים באיור 1A. הפרמטרים הגיאומטריים של ST מוצגים באיור 1B, וה-DT נבנה על-ידי חציית שתי STs. שיפוע העובי מתוכנן כפי שמוצג באיור 1C, ושינוי העובי מוגדר על-ידי הצגת וריאציה: פקטור k. באיור 1C, th/2 = 0.44 מ"מ, ו-k מוגדר ל-0, 0.3, 0.6, 0.9, 1.2 ו-1.5. התוצאות מראות כי שיא כוח הריסוק יורד ויעילות כוח הריסוק עולה עם העלייה ב-k.

Protocol

1. יצירת המשטח בתוכנת CAD

  1. פתח את תוכנת CAD (ראה רשימת חומרים), לחץ לחיצה שמאלית על קובץ, לחץ לחיצה שמאלית על חדש ובחר חלק.
  2. בחלק 1, לחץ לחיצה ימנית על עליון ובחר הצג.
  3. יצירת מישור חדש: הקש/י Ctrl ולחץ/י באמצעות לחצן העכבר השמאלי כדי לבחור את המישור העליון ולגרור אותו למעלה. הזן 30 מ"מ כמרחק היסט, ושנה את שם המישור "למטה".
  4. צור סקיצה במישור "העליון".
    1. לחץ לחיצה ימנית על החלק העליון ובחר שרטוט כדי ליצור סקיצה 1. בחר Equation Driven Curve ב - Spline של השרטוט.
    2. בחר פרמטרי בסוג המשוואה. הזן את הפרמטרים לפי טבלה 1.
      הערה: צורת השרטוט של המישור העליון נוצרת בשלב זה. לדוגמה, אם ברצונך ליצור CT, הזן 7.21 x sin(t), 7.21 x cos(t), 0 ו- 2 x pi בטבלה 1 בשלב זה.
  5. צור סקיצה במישור "למטה".
    1. לחץ לחיצה ימנית על למטה ובחר שרטוט כדי ליצור סקיצה 2. בחר Equation Driven Curve in Spline.
    2. בחר פרמטרי בסוג המשוואה. הזן את הפרמטרים לפי טבלה 1.
      הערה: צורת השרטוט של המישור התחתון נוצרת בשלב זה. לדוגמה, אם ברצונך ליצור CT, הזן 12.5 x sin(t), 12.5 x cos(t), 0 ו- 2 x pi בטבלה 1 בשלב זה.
  6. צור את פני השטח.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על משטח מוגבה. בחר שרטוט 1 ושרטוט 2 בפרופילים, ובחר אישור (ראה קובץ משלים 1).
  7. חזרו על השלבים לעיל (שלבים 1.1-1.6) כדי ליצור שלושה סוגים של משטחים (איור 1A), וקראו להם CT, ST ו-DT, כפי שמוצג באיור 1A.
    הערה: שלב 1.4.4 ושלב 1.5.4 יוצרים את השרטוטים של המישור העליון והמישור התחתון, בהתאמה, ושלב 1.6 מחבר את הסקיצות של המישור העליון והתחתון יחד ליצירת משטח. ההבדל בין שלושת המישורים הוא בשרטוט של שלב 1.4.4 ושלב 1.5.4.

2. בניית המודל בתוכנת האלמנטים הסופיים

הערה: מודל הדחיסה הכמו-סטטי של ST עם k = 0.9 מתואר כאן כדוגמה. מודלי האלמנטים הסופיים של שלושת סוגי הצינורות זהים לחלוטין. לכן, יש לייבא את סוגי הצינורות השונים בשלב 2.1.1, ויש לחזור על שלב 2 כדי לקבל את כל התוצאות.

  1. חלקים: ייבוא ויצירה של החלקים.
    1. פתח את תוכנת הרכיבים הסופיים (ראה טבלת חומרים). ייבא את החלק "ST": לחץ לחיצה שמאלית על קובץ > ייבוא > חלק לפי הסדר. בחר את הקובץ ST וקרא לחלק זה "ST" (ראה קובץ משלים 2).
    2. צור את החלק "מישור תחתון": לחץ לחיצה שמאלית על צור חלק. תחת צורה, בחר מעטפת, תן לחלק זה את השם "מישור תחתון" ולחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על המשך. בחר צור מעגל: מרכז והיקף, וצייר עיגול עם המקור כמרכז ורדיוס של 20 מ"מ. הוסף את נקודת ההתייחסות set4 לחלק "מישור תחתון".
    3. צור את החלק "מטוס עליון": לחץ לחיצה שמאלית על צור חלק. תחת צורה, בחר מעטפת, תן לחלק זה את השם "מישור עליון" ולחץ באמצעות לחצן העכבר השמאלי על המשך. בחר צור מעגל: מרכז והיקף, וצייר עיגול עם המקור כמרכז ורדיוס של 20 מ"מ.הוסף את נקודת ההתייחסות שנקבעה5 לחלק "מישור עליון".
  2. מאפיין: הגדר את תכונות החומר, והקצה את החומר למקטע.
    1. צור את תכונות החומר.
      הערה: שלושת סוגי הצינורות הם בעלי תכונות חומר זהות.
      1. לחץ לחיצה שמאלית על צור חומר > צפיפות > כללית לפי הסדר, והזן "7.85E-09 (7.85 x 10−9)" תחת "צפיפות מסה".
        הערה: תכונות החומר מתקבלות מדוחות41 שפורסמו בעבר עם אותם חומרים, ומבוא לחומרים כלול בחלק הדיון.
      2. לחץ לחיצה שמאלית על Mechanical > Elasticity > Elastic לפי הסדר, ותחת Young's Modulus ו- Poisson's Ratio, הזן "185,000" ו- "0.3", בהתאמה.
      3. לחצו לחיצה שמאלית על פלסטיות > מכנית > פלסטיק לפי הסדר, והזינו את הנתונים שנלקחו מאיור 2 ב"עקת תשואה" ו"זן פלסטיק".
    2. הקצה את המקטע.
      1. לחץ לחיצה שמאלית על צור קטע, תחת "קטגוריה", בחר מעטפת, ולחץ לחיצה שמאלית על המשך.
      2. תחת "עובי מעטפת" בחר התפלגות צומת, לחץ לחיצה שמאלית על צור שדה אנליטי, בחר שדה ביטוי והזן את הנוסחה "0.44 − 0.9/100 x (Y − 15)".
        הערה: הנוסחה משמשת לשינוי עובי הצינור בכיוון הגובה ולהשגת שיפוע העובי. גורם שינוי העובי k מוגדר כפי שמוצג באיור 1C, אשר מציין את שינוי העובי ליחידת גובה. בנוסף, עובי מחצית הגובה מוגדר לערך קבוע (כלומר, th/2 = 0.44 מ"מ) כך שניתן לגזור את עובי הגבהים האחרים מהגובה האמצעי:
        0.44 − k/100 × (Y − 15)
        כאשר Y הוא כיוון הגובה בתוכנה.
      3. לחץ לחיצה שמאלית על Assign Section, בחר ST מהממשק, לחץ לחיצה שמאלית על בוצע ולחץ לחיצה שמאלית על אישור.
  3. הרכבה: הרכיבו את החלקים לשלם.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על צור מופע ובחר ST, מישור תחתון ומישור עליון. לאחר מכן, לחץ לחיצה שמאלית על אישור | סובב מופע ובחר מישור תחתון ומישור עליון. הזן את נקודת ההתחלה (0, 0, 0) ואת נקודת הסיום (1, 0, 0) של ציר הסיבוב בתורו והזן 90 תחת זווית סיבוב. לחץ לחיצה שמאלית על Translate Instance, בחר Top Plane והזן את נקודת ההתחלה (0, 0, 0) ואת נקודת הסיום (0, 30, 0) של וקטור התרגום בתורו.
  4. צעד: צור שלב ניתוח והגדר את פריטי פלט ההיסטוריה.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על צור שלב, בחר דינמי, מפורש ולחץ לחיצה שמאלית על המשך. תחת פרק זמן , הזן 0.05, ולחץ באמצעות לחצן העכבר השמאלי על אישור. לחץ לחיצה שמאלית על צור פלט היסטוריה ובחר אנרגיה.
    2. לחץ לחיצה שמאלית על צור פלט היסטוריה; תחת "תחום" בחר Set5, תחת "משתני פלט" הזן "RF2, U2" ולחץ לחיצה שמאלית על אישור.
  5. אינטראקציה: הגדר את המאפיינים והסוג של איש המגע, והגדר את המישור העליון והמישור התחתון כגופים קשיחים.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על צור מאפיין אינטראקציה ובחר איש קשר. תחת "מכני" בחר התנהגות משיקה, תחת "ניסוח חיכוך" בחר עונש, ותחת "חיכוך Coeff" הזן "0.2".
    2. לחץ לחיצה שמאלית על צור אינטראקציה, בחר איש קשר כללי (מפורש), ותחת "הקצאת מאפיינים גלובלית" בחר intProp-1.
    3. לחץ לחיצה שמאלית על צור אילוץ, תחת "סוג" בחר גוף קשיח, והרים את מישור תחתון ומישור עליון.
  6. טען: תקן את המישור התחתון והגדר מהירות טעינה כלפי מטה של 500 מ"מ לשנייה במישור העליון.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על צור תנאי גבול, תחת "סוגים לשלב שנבחר" בחר הזחה/סיבוב, הרים את set4 והזן 0 בכל הכיוונים .
    2. לחץ לחיצה שמאלית על צור תנאי גבול, תחת "סוגים עבור שלב נבחר" בחר מהירות/מהירות זוויתית, הרים את set5, הזן -500 תחת "V2", והזן 0 בכיוון השני.
  7. רשת: שינוי וקביעת סוגי האלמנטים.
    הערה: שלב 2.7 חשוב בניתוח אלמנטים סופיים. המבנה משתלב למספר סופי של אלמנטים, מניחים פתרון קירוב מתמטי מתאים לכל אלמנט, ואז נגזרים ופותרים את תנאי שיווי המשקל של המבנה כולו כדי לקבל את הפתרון לבעיה.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על חלק זרע, הזן 0.8 תחת "גודל גלובלי משוער", והזן 0.08 תחת "לפי ערך מוחלט". לחצו לחיצה שמאלית על 'חלק רשת שינוי' ובחרו 'כן'.
    2. לחץ לחיצה שמאלית על Assign Element Type, בחר את החלק ובחר Done. תחת "ספריית רכיבים" בחר מפורש ולחץ לחיצה שמאלית על אישור.
    3. חזור על שלב 2.7 כדי לשלב את שלושת החלקים CT, ST ו- DT. מודל האלמנטים הסופיים של ST מוצג באיור 3.
  8. איוב: שלח את החישובים וייצא את התוצאות.
    1. לחץ לחיצה שמאלית על צור משימה, בחר את המודל לחישוב ולחץ לחיצה שמאלית על המשך. לחץ לחיצה שמאלית על מנהל העבודה, בחר את המודל לחישוב ולחץ לחיצה שמאלית על שלח.
    2. בחר את המודל שהושלם לחישוב ולחץ באמצעות לחצן העכבר השמאלי על תוצאות כדי להזין את הפריט החזותי. מצב העיוות של ST (k = 0.9) מתקבל מהוויזואליזציה. לחץ לחיצה שמאלית על צור תאריך XY. בחר פלט היסטוריה של ODB ולחץ על מגרש כדי להתוות את עקומת תזוזת הכוח של ST (k = 0.9).
  9. בשלב 2, לשלב 2.1.1 יש שלוש אפשרויות מבניות, ולשלב 2.2.2.2 יש שש אפשרויות של גורם שינוי עובי (k), בעוד שהשלבים האחרים זהים. לכן, חזרו על השלבים לעיל 18 פעמים כדי לקבל את מצבי העיוות ועקומות תזוזת הכוח עבור 18 מודלים, כפי שמוצג באיור 4, איור 5, איור 6, איור 7, איור 8. בנוסף, מדדי הערכת הכשירות להתרסקות מתקבלים מעקומת תזוזת הכוח באמצעות משוואות 1-4, כפי שניתן לראות באיור 9, איור 10, איור 11 וטבלה 2.
    הערה: הצגת מדדי הערכת כושר הקריסה ומשוואות 1-4 מופיעים בתוצאות המייצגות.

תוצאות

מספר אינדיקטורים נפוצים משמשים לקביעת כשירות ההתרסקות של מבנים, כולל ספיגת האנרגיה הכוללת (EA), ספיגת אנרגיה ספציפית (SEA), כוח ריסוק שיא (PCF), כוח ריסוק ממוצע (MCF) ויעילות כוח ריסוק (CFE)42.

ספיגת האנרגיה הכוללת (EA)43 יכולה לבוא לידי ביטוי ב?...

Discussion

ביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים של צינורות מחודדים נחקרו על ידי אנליזת אלמנטים סופיים. שני סוגים חדשים של צינורות מחודדים גליים עם עוביים משתנים תוכננו, וביצועי הדחיסה הכמו-סטטיים שלהם נחקרו. בסימולציות דחיסה כמו-סטטיות, יש לאמת כמה שלבים והגדרות חשובים.

הפרמט?...

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

המחבר הראשון רוצה להכיר במענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '52078152 ומס '12002095), התוכנית הכללית של תוכנית המדע והטכנולוגיה של גואנגז'ו (מס '202102021113), קרן האיחוד הממשלתי-אוניברסיטאי של גואנגז'ו (מס '202201020532) ופרויקט המדע והטכנולוגיה העירוני של גואנגז'ו (מענק מס '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

We use cookies to enhance your experience on our website.

By continuing to use our website or clicking “Continue”, you are agreeing to accept our cookies.

Learn More