-
شماره ركورد
33262
-
پديد آورنده
رضا رحماني
-
عنوان
بررسي تحليلي، تجربي و عددي رفتار سازه جاذب انرژي اتصال چسبي آلومينيوم - پليمر تقويت شده با الياف كربن (CFRP-Al) تحت بارگذاري ضربه اي و استاتيكي
-
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك - سازه و بدنه خودرو
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1403/10/23
-
استاد راهنما
دكتر حامد سعيدي گوگرچين
-
استاد مشاور
ندارد
-
دانشكده
مهندسي خودرو
-
چكيده
سازه هاي هيبريدي آلومينيوم - كامپوزيت توانايي جذب انرژي بالايي تحت بار محوري و عرضي لهيدگي دارند. در اين رساله، با استفاده از مزاياي اتصال چسبي، تقويت موضعي جاذب انرژي آلومينيوم مربعي شكل توسط كامپوزيت صورت گرفته است. در اين رابطه يك تحليل تئوري براي پيش بيني نيروي متوسط لهيدگي و ميزان جذب انرژي سازه هاي هيبريدي پيشنهاد شده است. صحت مدل تئوري با نتايج تجربي تأييد شده است. در اين رساله چهار كامپوزيت ال - شكل با استفاده از چسب آرالديت 2015 به صورت موضعي به چهارگوشه از داخل و بيرون سازه آلومينيومي متصل شده اند. مدل المان محدود براي تحليل اين ساختارهاي هيبريدي توسعه داده شده است. پنج حالت مختلف از زاويه چينش الياف ]15 و -15[ ، ]45 و -45[، ]90 و 90[، ]90 و 0[ و ]0 و 90[ براي كامپوزيت در نظر گرفته شده است. همين طور تعداد لايه هاي كامپوزيت از 2 تا 8 لايه متفاوت مي باشند. مدل تئوري پيشنهادي مي تواند به سرعت نيروي متوسط لهيدگي و انرژي مستهلك شده سازه را هنگامي كه پارامترهاي هندسي و خواص مكانيكي كامپوزيت و فلزات داده شده اند، پيش بيني كند. نتايج نشان داد كه در مقايسه با جاذب هاي انرژي آلومينيوم و آلومينيوم - كامپوزيت، به دليل اتصال چسبنده بين آلومينيوم و كامپوزيت در نمونه تقويت شده موضعي آلومينيوم - كامپوزيت، كامپوزيت با پيروي از الگوي فروريزش آلومينيوم و ايجاد حالت هاي شكست و فروريزش پيوسته، جذب انرژي را نسبت به حالت آلومينيوم تنها %155/75 و نسبت به حالت آلومينيوم - كامپوزيت %22/99 افزايش داد. در ميان حالت هاي انتخابي، تعداد بهينه لايه هاي كامپوزيتي برا ي جاذب انرژي تقويت شده موضعي آلومينيوم - كامپوزيت، 4 لايه و زاويه بهينه براي تقويت داخلي ]0 و 90[ است. يافتهها نشان ميدهند كه افزايش زاويه الياف، ضخامت لايه و تعداد لايههاي CFRP بهطوركلي ظرفيت جذب انرژي را افزايش ميدهد. علاوه بر اين، پارامتر هندسي آلفا براي ارزيابي تقويت موضعي معرفي شده است. همچين با استفاده از نتايج تجربي در آزمون هاي ضربه اي، ضريب اصلاحي براي رابطه تئوري ارائه شده استخراج گرديد تا به كمك آن بتوان نيروي ميانگين لهيدگي را دربارگذاري ضربه اي پيش بيني نمود. ميتوان مشاهده كرد كه براي DAF مقادير تا 19% براي سازههاي با تقويت خارجي و 9% براي سازههاي با تقويت داخلي در سرعت برخورد ثابت 20 متر بر ثانيه ميرسد. قابل توجه است كه DAF براي سازههاي هيبريدي كمتر از سازه آلومينيومي است، كه نشان ميدهد تأثير اينرسي در سازههاي هيبريدي نسبت به سازههاي خالي كمتر است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1404/01/30
-
عنوان به انگليسي
Theoretical, experimental and numerical investigation of the behavior of AL-CFRP adhesive joint energy absorber structures under impact and static loading
-
تاريخ بهره برداري
1/12/2026 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا رحماني
-
چكيده به لاتين
Hybrid aluminum-composite structures exhibit high energy absorption capacity under axial and transverse crushing loads. In this thesis, taking advantage of adhesive bonding, the local reinforcement of a square aluminum energy absorber by composite material has been carried out. In this regard, a theoretical analysis for predicting the average crushing force and energy absorption of hybrid structures is proposed. The accuracy of the theoretical model is confirmed by experimental results. In this thesis, four L-shaped composites are locally bonded to the four corners of the aluminum structure, both inside and outside, using Araldite 2015 adhesive. A finite element model has been developed to analyze these hybrid structures. Five different fiber orientation states [15 , -15], [45 , -45], [90 , 90], [90 , 0], and [0 , 90] are considered for the composite. Similarly, the number of composite layers varies from 2 to 8 layers. The proposed theoretical model can quickly predict the average crushing force and energy absorbed by the structure when the geometric parameters and mechanical properties of the composite and metals are given. The results showed that compared to aluminum and aluminum-composite energy absorbers, due to the adhesive bonding between aluminum and composite in the locally reinforced aluminum-composite sample, the composite, by following the aluminum collapse pattern and creating continuous fracture and collapse modes, increased energy absorption by 155.75% compared to aluminum alone and by 22.99% compared to aluminum-composite. Among the selected modes, the optimal number of composite layers for the locally reinforced aluminum-composite energy absorber is 4 layers, and the optimal angle for internal reinforcement is [0 , 90]. The findings show that increasing the fiber angle, layer thickness, and number of CFRP layers generally increases the energy absorption capacity. In addition, the geometric parameter alpha is introduced to evaluate local reinforcement. Also, using experimental results from impact tests, a correction factor for the theoretical relationship is extracted to predict the average crushing force under impact loading. It can be observed that for DAF, values reach up to 19% for externally reinforced structures and 9% for internally reinforced structures at a constant impact velocity of 20 m/s. It is noteworthy that DAF for hybrid structures is lower than that of aluminum structures, indicating that the inertia effect in hybrid structures is less than in empty structures.
-
كليدواژه هاي فارسي
قابليت ضربهپذيري , دستگاه سقوط وزنه , اتصال چسبي , خمش سهنقطه , سازه هيبريدي فلز- كامپوزيت , ضريب تقويت ضربه اي , لايه گذاري الياف
-
كليدواژه هاي لاتين
Crashworthiness , drop Hammer , Adhesively bonded , three-point bending , Metal/composite hybrid structures , DAF , stacking sequence , CFRP
-
Author
Reza Rahmani
-
SuperVisor
Dr. Hamed Saeidi Googarchin
-
لينک به اين مدرک :