مدلسازی فوم آلومینیومی به‌منظور استفاده در بدنة خودرو جهت جذب انرژی در تصادفات

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسنده

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

امروزه با توجه به وقوع تصادفات رانندگی و تلفات مالی و جانی حاصل از آن، خودروسازان سعی دارند تا به روش‌های گوناگون میزان این خسارت‌ها را کاهش دهند. یکی از راه‌کارهای پیشنهادی، استفاده از فوم‌های فلزی در نقاط مختلف خودرو جهت جذب انرژی وارده در تصادفات است؛ زیرا این فوم‌ها نسبت استحکام به وزن بالا و قابلیت جذب ضربه و انرژی زیادی دارند. در مطالعة حاضر، برخورد قطعه‌ای فولادی به لایه‌ای از فوم آلومینیومی تولید داخل مدلسازی شده تا توانایی نمونه‌ای از این فوم‌ها در جذب انرژی حاصل از برخورد مورد بررسی قرار گیرد. این فوم به‌صورت فوم ضربه‌پذیر له‌شونده در نرم‌افزار تجاری آباکوس مدلسازی شده است. قطعة فولادی با سرعتی معادل 64 کیلومتر بر ساعت به فوم برخورد می‌کند. در پایان مشاهده می‌شود که لایة فوم آلومینیومی با جرمی حدود 1 کیلوگرم توانسته است بیش از 99/99 درصد از انرژی برخورد (86/3 کیلوژول) را جذب نماید. بنابراین انتظار می‌رود استفاده از این فوم‌ها در نقاط مختلف خودرو سبب کاهش خسارت‌های جانی و مالی در تصادفات شود.

کلیدواژه‌ها


[1] ح. طباطبایی، نقش استانداردسازی تجهیزات ایمنی خودرو در تصادفات، مجله مهندسی مکانیک ارتعاشات، س. 2، ش. 4، ص. 10-7، زمستان 1390.

[2] ج. مرزبان راد،ح. خلیلی، بکارگیری پنل‌های چند لایه فلزی - کامپوزیتی در سازه و بدنه خودرو به منظور افزایش ایمنی عابر پیاده، فصلنامه مطالعات مدیریت ترافیک، س. 5، ، ش. 16، ص. 36-25، بهار 1389.

[3] M. F. Ashby, A. G. Evans, N. A. Fleck, L. J. Gibson, J. W. Hutchinson, H. N. G. Wadley, Metal foams: a design guide, Butterworth–Heinemann, Massachusetts, Boston, 2000.

[4] I. Akseli, The application of Aluminum foam for the heat and noise reduction in automobiles, Master of Science Dissertation, Izmir Institute of Technology, Turkey, 2005.

[5] B. A. Gama, T. A. Bogetti, B. K. Fink, C. J. Yu, T. D. Claar, H. H. Eifert, Jr. J. W. Gallespie, Aluminum Foam Integral Armor: A New Dimension In Armor Design, Composite Structures, Vol. 52, pp. 381-395. 2001.

[6] K. Moo Ryu, J. Young An, W. S. Cho, Y. C. Yoo, H. S. Kim, Mechanical Modeling of Al-Mg Alloy Open-Cell Foams, Materials Transactions, Vol. 46, No. 3, pp. 622- 625, 2005.

[7] ر. حصاری، مطالعه روش‌های ساخت و مدلسازی اجزاء محدود فوم‌های فلزی، پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، 1393.

[8] M. S. Abravi, M. Malekjafarian, M. Golestanipour, H. Amini Mashhadi, S. K.Sadrnezhaad, Investigation of SiC and CaCO3 on Compressive Properties of Aluminum Foam, 7th International Conference on Porous Metals and Metallic Foams, pp. 189-194, 2011.

[9] SIMULIA. Abaqus Analysis User's Manual. Providence, RI: Dassault Systemes, 2012.

[10] S. K. Panigrahi, K. Das, Ballistic impact analyses of triangular corrugated plates fille with foam core, Advances in Computational Design,Vol. 1, No. 2, pp. 139-154, 2016.

[11] T. Vanichayangkuranont, K. Maneeratana, N. Chollacoop, Numerical Simulations of Level 3A Ballistic Impact on Ceramic/Steel Armor, The 20th Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand, Nakhon Ratchasima, Thailand, 2006.

[12] S. Hoffenson, M. P. Reed, Y. Kaewbaidhoon, P. Y. Papalambros, On the impact of the regulatory frontal crash test speed on optimal vehicle design and road traffic injuries, International Journal of Vehicle Design, Vol. 63, No. 1, pp. 39-60 ,2013.

[13] W. Yan, E. Durif, Y. Yamada, C. Wen, Crushing Simulation of Foam-Filled Aluminum Tubes, Materials Transactions, Vol. 48, No. 7, pp. 1901-1906, 2007.