چکیده مقاله
این مطالعه به طراحی و شبیه سازی مواد متخلخل با هدف افزایش جذب انرژی ضربه ای و بهبود مقاومت دینامیکی تحت بارگذاری های شدید پرداخته است مواد متخلخل مورد بررسی دارای شبکه های میکرو–ماکرو با سلول های چندسایزی و هندسه کنترل شده هستند که امکان توزیع یکنواخت انرژی و کاهش تمرکز تنش را فراهم می آورند شبیه سازی های اجزای محدود و مدل های چندمقیاسی برای تحلیل تغییر شکل، مسیرهای ترک و توزیع انرژی در شبکه های متخلخل به کار گرفته شد و نتایج نشان داد که شبکه های چندسایزی و نامتقارن نسبت به شبکه های منظم یا تصادفی، توانایی بیشتری در جذب انرژی دارند و دامنه تغییر شکل های موضعی و ارتعاش محلی در آن ها کاهش می یابد داده های تجربی حاصل از نمونه های چاپ سه بعدی و قالب گیری شده با دقت هندسی بالا، همخوانی قابل توجهی با نتایج شبیه سازی داشتند و مسیرهای ترک و تغییر شکل مشاهده شده، اعتبار مدل های عددی و قابلیت استفاده آن ها در طراحی واقعی مواد متخلخل را تایید کردند تحلیل حساسیت پارامترهای هندسی نشان داد که ضخامت دیواره ها، قطر سلول ها، نسبت سلول های کوچک به بزرگ و تخلخل شبکه بیشترین تاثیر را بر جذب انرژی و مقاومت دینامیکی دارند و بهینه سازی این پارامترها عملکرد کل شبکه را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد نتایج نشان داد که ترکیب مواد مختلف، شامل پلیمرهای تقویت شده و آلیاژهای فلزی سبک، موجب افزایش مقاومت دینامیکی، کاهش شکست ناگهانی و توزیع یکنواخت تنش می شود و قابلیت برگشت پذیری شبکه را تقویت می کند یافته ها تاکید می کنند که طراحی شبکه های متخلخل چندمقیاسی با سلول های کنترل شده و ترکیب مواد مناسب، گزینه ای بسیار موثر برای کاربردهای صنعتی، دفاعی و سازه های محافظتی با نیاز به جذب انرژی بالا و وزن کم است این چارچوب امکان تولید نمونه های آزمایشگاهی با چاپ سه بعدی و قالب گیری پیشرفته را فراهم می کند و می تواند به عنوان راهنمای عملی برای توسعه مواد پیشرفته با عملکرد دینامیکی بالا مورد استفاده قرار گیرد در نهایت، این تحقیق نشان می دهد که ترکیب شبیه سازی عددی، تحلیل تجربی و بهینه سازی هندسه شبکه، مسیر قابل اعتمادی برای طراحی و تولید مواد متخلخل مقاوم، سبک و با جذب انرژی بالا فراهم می آورد و کاربرد گسترده ای در صنایع هوافضا، خودروهای ایمنی، تجهیزات دفاعی و سازه های محافظتی دارد
کلیدواژهها
نویسندگان
امیر حسین مجیدیان
۱ دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
سید محمد جعفری
۲ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
سید حسین دیباجیان
۳ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
شیوه ارجاع
مجیدیان، امیر حسین و جعفری، سید محمد و دیباجیان، سید حسین،1404،طراحی و شبیه سازی مواد متخلخل برای جذب انرژی ضربه ای و مقاومت دینامیکی بالا،بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک،شیروان
ارائهشده در
مجموعه مقالات بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک28 بهمن 1404 · شیروان