31534

تحليل جاذب‌هاي انرژي جدار نازك با مقطع چندضلعي و ساختار داخلي چند شاخه جهت استفاده در بدنه قطار

كارشناسي ارشد

مهندسي راه آهن گرايش ماشين هاي ريلي

1403

1403/08/05

دكتر پريسا حسيني تهراني

استاد مشاور نداشته ام.

مهندسي راه آهن

ايمني يكي از اساسي‌ترين مسائل در صنعت حمل‌ونقل ريلي است. باتوجه‌به اينكه در صورت بروز تصادف، نيروي هاي ناشي از برخورد وارد شده به قطار در طول مسير مي¬تواند موجب بروز آسيب‌هاي جدي به سرنشين و ناوگان شود؛ مي¬توان از جاذب‌هاي انرژي جهت كنترل نيرو و انرژي برخورد استفاده نمود. يكي از انواع پركاربرد جاذب‌هاي انرژي جدار نازك ، لوله‌هاي چندسلولي تقويت‌شده با شبكه بهينه سازي شده داخلي است. در طراحي ساختار داخلي لوله‌هاي جدار نازك معمولاً از طبيعت؛ مانند گياه نيلوفر آبي و درخت اژدها الهام¬گيري مي¬شود. اين الهام‌گيري قابليت ضربه‌پذيري و همچنين ميزان جذب انرژي سازه را افزايش مي¬دهد. در مطالعات پيشين به بررسي انواع اين لوله‌هاي جدار نازك و ساختار داخلي چند شاخه اين جاذب‌ها پرداخته شده است. در اين مطالعه به تحليل و مدل¬سازي چند نمونه جاذب انرژي جدار نازك با ساختار داخلي فراكتال با طراحي نوين پرداخته شده است و يك مدل جاذب جدار نازك با ساختار داخلي چند شاخه مورد اعتبارسنجي عددي قرار گرفته است و تطابق بسيار خوب با درصد خطاي % 0.5 بين مدل-سازي ما و مدل مرجع نتيجه‌گيري شده است. سپس با ارائه طراحي نوين، اثر ضخامت روي جذب انرژي جاذب موردمطالعه قرار گرفته است. در نتيجه ساختار بهينه با ضخامت پيشنهادي را براي استفاده در بدنه قطار پيشنهاد مي¬شود. نتايج نشان مي¬دهد كه ساختار فراكتال طراحي شده %54.91 نسبت به طراحي مرجع افزايش جذب انرژي را داشته است كه با بهينه‌سازي اين مدل مي¬توان از آن در تحقيقات پيش¬رو استفاده نمود.

1403/08/23

Analysis of thin-walled energy absorbers with polygonal cross section and fractal internal structure for use in train body

10/26/2025 12:00:00 AM

Safety is one of the most basic issues in the rail transport industry. Considering that in the event of an accident, the forces caused by the impact on the train along the route can cause serious injuries to the passengers and the fleet; Energy absorbers can be used to control the impact force and energy. One of the most widely used types of thin-walled energy absorbers is multicellular tubes reinforced with internal optimized network. In the design of the internal structure of thin-walled pipes, usually from nature; It is inspired like the lotus plant and the dragon tree. This inspiration increases the impact capability as well as the amount of energy absorption of the structure. In previous studies, the types of these thin-walled tubes and the multi-branched internal structure of these absorbers have been investigated. In this study, the analysis and modeling of several samples of thin-walled energy absorbers with a fractal internal structure with a new design have been done, and a model of a thin-walled absorber with a multi-branched internal structure has been numerically validated and there is a very good agreement with an error percentage of 0.5% between the models. Our construction and the reference model have been concluded. Then, by presenting a new design, the effect of thickness on absorbent energy absorption has been studied. As a result, the optimal structure with the suggested thickness is suggested for use in the train body. The results show that the designed fractal structure has increased energy absorption by 54.91% compared to the reference design, which can be used in future research by optimizing this model.

ايمني، جاذب‌هاي انرژي، لوله‌هاي جدار نازك، ساختار فراكتال، قابليت ضربه‌پذيري

safety, energy absorbers, thin-walled tubes, fractal structure, crashworthiness

Fatemeh Enayati

Dr. Parisa Hosseini Tehrani