مطالعه عددی پایداری ستون‌های متخلخل فولادی تحت بار محوری

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

2 دانشگاه صنعتی قوچان

3 دانشگاه صنعتی قوچان- گروه مهندسی صنایع- حمید سازگاران- 09352693344 و 09155528672

چکیده

فوم‌های فولادی یا فولادهای متخلخل به علت داشتن ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد در بسیاری از کاربردهای مهندسی می‌توانند به صورت موفقیت‌آمیز به کار برده شوند. در این پژوهش، با توجه به اهمیت مطالعه رفتار مکانیکی فوم‌های فولادی، به شبیه‌سازی و بررسی رفتار کمانشی این دسته از مواد مهندسی پیشرفته و نوظهور پرداخته شده است. به این منظور، از مدل‌سازی صریح حفرات و روش المان محدود کمک گرفته شده است. مطالعات برای سه شرط مرزی متفاوت، روی مدل‌هایی با درصدهای تخلخل 0، 10، 20، 30، 37 و 45 انجام گردید. با توجه به نو بودن مسئله مورد شبیه‌سازی، موضوع حساسیت به شبکه‌بندی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش میزان تخلخل، تعداد المان افزایش و بار بحرانی کمانش کاهش می‌یابد. مقادیر بار بحرانی به‌دست آمده برای مدل‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. اثر تخلخل بر رفتار کمانشی برای شرایطی که ستون‌های متخلخل فولادی دارای قید بیشتری هستند، کمتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Numerical Investigation on the Stability of Porous Steel Columns under Axial Loading

نویسندگان [English]

  • javad Piri 1
  • Ali Mohammad Naserian-Nik 2
  • Hamid Sazegaran 3
1 Quchan university of technology
2 -
3 دانشگاه صنعتی قوچان- گروه مهندسی صنایع- حمید سازگاران- 09352693344 و 09155528672
چکیده [English]

Steel foams or porous steels can be successfully used in many engineering applications due to their unique chemical, physical and mechanical properties. In this research, due to the importance of studying the mechanical behavior of steel foams, the buckling behavior of this advanced and emerging engineering material has been simulated and investigated. For this purpose, explicit modeling of pores and the finite element method have been used. Studies were conducted for three different boundary conditions on models with porosity percentages of 0, 10, 20, 30, 37 and 45. Considering the novelty of the simulated problem, the issue of sensitivity to meshing was investigated. The results indicate that with increasing porosity, the number of elements increases and the critical buckling load decreases. The critical load values obtained for different models were compared with each other. The effect of porosity on buckling behavior is less for conditions where porous steel columns have more constraints.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Steel foam
  • Simulation
  • Buckling
  • Finite element
  • Critical load
CAPTCHA Image