مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

مطالعه عددی پایداری ستون‌های متخلخل فولادی تحت بار محوری

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان
مهندسی مکانیک، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان.
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
Ali Mohammad Naserian-Nik
Hamid Sazegaran
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Advanced Technologies, Quchan University of Technology, Quchan, Iran.
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
 
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.