Modelagem de elementos finitos para a simulação da compressão quase-estática de tubos cônicos corrugados

Resumo

Este protocolo descreve o estudo do desempenho de compressão quase-estática de tubos corrugados cônicos usando simulações de elementos finitos. A influência do gradiente de espessura no desempenho da compressão foi investigada. Os resultados mostram que o design adequado do gradiente de espessura pode alterar o modo de deformação e melhorar significativamente o desempenho de absorção de energia dos tubos.

Resumo

Neste estudo, o desempenho de compressão quase-estática de tubos cônicos foi investigado usando simulações de elementos finitos. Estudos anteriores mostraram que um gradiente de espessura pode reduzir o pico de força inicial e que a ondulação lateral pode aumentar o desempenho de absorção de energia. Portanto, dois tipos de tubos cônicos corrugados laterais com espessuras variáveis foram projetados e seus padrões de deformação, curvas de deslocamento de carga e desempenho de absorção de energia foram analisados. Os resultados mostraram que quando o fator de variação de espessura (k) foi de 0,9, 1,2 e 1,5, o modo de deformação do tubo cônico corrugado simples (ST) mudou de expansão e contração transversal para dobramento progressivo axial. Além disso, o design do gradiente de espessura melhorou o desempenho de absorção de energia do ST. A absorção de energia (EA) e a absorção de energia específica (AEE) do modelo com k = 1,5 aumentaram 53,6% e 52,4%, respectivamente, em comparação com o modelo ST com k = 0. O EA e o SEA do tubo cônico corrugado duplo (DT) aumentaram 373% e 95,7%, respectivamente, em comparação com o tubo cônico. O aumento no valor de k resultou em uma diminuição significativa no pico de força de britagem dos tubos e um aumento na eficiência da força de britagem.

Introdução

A resistência ao choque é uma questão essencial para automóveis leves, e estruturas de paredes finas são amplamente utilizadas para melhorar a resistência ao choque. Estruturas típicas de paredes finas, como tubos redondos, têm boa capacidade de absorção de energia, mas geralmente têm grandes forças de pico e flutuações de carga durante o processo de britagem. Esse problema pode ser resolvido com a introdução de corrugações axiais ^1,2,3. A presença de corrugações permite que o tubo se deforme e dobre plasticamente de acordo com um padrão de o....

Protocolo

1. Criando a superfície no software CAD

1. Abra o software CAD (consulte Tabela de materiais), clique com o botão esquerdo em Arquivo, clique com o botão esquerdo em Novo e selecione Peça.
2. Na Parte 1, clique com o botão direito do mouse em Superior e selecione Mostrar.
3. Criar um novo plano: pressione Ctrl e clique com o botão esquerdo para selecionar o plano superior e arrastá-lo para cima. Insira 30 mm como a Distâ....

Resultados

Vários indicadores comumente usados são usados para determinar a resistência ao choque das estruturas, incluindo a absorção total de energia (EA), absorção de energia específica (SEA), força de esmagamento de pico (PCF), força de esmagamento média (MCF) e eficiência da força de esmagamento (CFE)⁴².

A absorção total de energia (EA)⁴³ pode ser expressa da seguinte forma:

<.......

Discussão

O desempenho de compressão quase-estática de tubos cônicos foi estudado por análise de elementos finitos. Dois novos tipos de tubos corrugados cônicos com espessuras variáveis foram projetados e seu desempenho de compressão quase estático foi investigado. Em simulações de compressão quase estática, algumas etapas e configurações importantes precisam ser verificadas.

Os parâmetros do material são os requisitos básicos para o cálculo de element.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
ABAQUS	Dassault SIMULIA	Finite element software
CT	Botong 3D printing	Conical tube for experiment
SOLIDWORKS	Dassault Systemes	CAD software
Universal testing machine	SUNS	UTM5205, 200kN