ارائه‌ی مکانیزم جدیدی

برای جذب انرژی در ضربه‌گیرهای فلزی

این ضربه‌گیرها که برای سازه‌های با موقعیت بحرانی به‌کار می‌روند، به دلیل عریض شدن، یک‌بار مصرف بوده و برای کاربرد دوباره باید ضربه‌گیر دیگری روی سازه نصب شود

پژوهشگر جوان ایرانی مکانیزم جدیدی جهت جذب انرژی در ضربه‌گیر فلزی سازه‌های با موقعیت بحرانی ارائه کرد.

به‌گزارش ایسنا، مهندس «شهاب الدین صالح غفاری»، دانش‌آموخته‌ی کارشناسی ارشد مکانیک گرایش طراحی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار کرد: بسیاری از تجهیزات مهندسی در هنگام برخورد، احتیاج به دستگاه جذب انرژی دارند که انواع آن‌ها متفاوت بوده و از طریق مکانیزم‌های مختلفی نظیر سایش، برش، خمش، پیچش، کشش، تغییر شکل دوره‌ای پلاستیکی، ‌اکستروژن، جریان مایع و غیره انرژی برخورد را مستهلک می‌کنند.

وی در خصوص ضربه‌گیرهای متداول گفت: در طرح‌های متداول از یک لوله استفاده شده که در اثر ضربه، این لوله له شده و جذب انرژی از همین طریق است، اما این جاذب‌ها، ضریب اطمینان بالایی ندارد و در صورت وارد نشدن بار به‌صورت یکنواخت، بخشی از لوله له شده و بخشی از آن خم می‌شود.

وی افزود: فروریزش چین‌دار لوله‌ای فلزی تحت بار محوری، وارونگی لوله‌های فلزی در قالب و هم‌چنین پارگی دیواره‌ی لوله‌های فلزی در قالب، مهم‌ترین مکانیزم‌های شناخته شده‌ی جذب انرژی توسط لوله‌های فلزی هستند که تاکنون توسط طراحان و محققان ضربه برای جذب انرژی و محافظت سازه‌ها در برابر بارهای محوری ضربه‌یی پیشنهاد شده است.

این پژوهشگر درباره‌ی طرح ابداعی خود اظهار کرد: در این طرح از دو لوله صلب و شکل‌پذیر استفاده شده که قسمت بالایی لوله‌ی شکل‌پذیر را با قطر کم‌تر عریض کرده و لوله‌ی صلب را داخل آن قرار می‌دهیم که انرژی ضربه باعث فرو رفتن لوله صلب در لوله شکل‌پذیر و در نتیجه انبساط آن می‌شود و بنابراین، انرژی ضربه توسط انرژی اصطکاکی موجود بین لوله‌های صلب و شکل‌پذیر و همچنین انرژی پلاستیکی حاصل از انبساط لوله شکل‌پذیر، مستهلک می‌شود.

«صالح غفاری» خاطرنشان کرد: هنگام تصادف در خودرو و یا سازه‌های دریایی و هوافضایی، ضریب اطمینان یکسان بوده و در صورت عدم یکنواختی بار وارده نیز، لوله بالایی جای خود را در لوله پایینی پیدا می‌کند، به‌طوری‌که این ضربه‌گیرها در زمان بارگیری کشتی‌ها در اسکله نیز کاربرد زیادی داشته و با تخریب از آسیب رسیدن به کشتی و اسکله جلوگیری می‌کنند.

به گفته‌ی وی، این ضربه‌گیرها که برای سازه‌های با موقعیت بحرانی به‌کار می‌روند، به دلیل عریض شدن، یک‌بار مصرف بوده و برای کاربرد دوباره باید ضربه‌گیر دیگری روی سازه نصب شود.

«صالح غفاری» اذعان کرد: جنس هر دو لوله از فولاد بوده و برروی لوله بالایی عملیاتی حرارتی انجام شده تا به صورت صلب درآید. این پژوهشگر خاطرنشان کرد: این مکانیزم جذب انرژی به کمک سه روش تحلیلی، عددی و تجربی به طور کامل طراحی شده است و ضریب اطمینان بالا، بازده‌ی جذب انرژی بالا، تولید نیروی لهیدگی هموار، بازده‌ی نیروی لهیدگی بالا، حساسیت بسیار کم نسبت به یکنواختی، محوری بودن بار اعمالی و قابلیت طراحی در سازه‌های مختلف از مهم‌ترین مزایای آن است که می‌تواند به‌طور وسیعی به‌عنوان ضربه‌گیرهای مکانیکی تخریبی در سیستم‌های حمل و نقل (آسانسور، اتومبیل، هلیکوپتر، هواپیما و کشتی)، موانع نگهدارنده، راکتورهای اتمی (حمل مواد، حفاظت مخازن)، سازه‌های ساحلی و صنایع فضایی مورد استفاده قرار گیرد.

به گفته‌ی وی، حساسیت بسیار کم نسبت به شرایط بارگذاری، عملکرد مطلوب در برابر بارهای غیر یکنواخت، دارا بودن ضریب اطمینان بالا، طراحی بسیار آسان به دلیل عدم تنوع مودهای لهیدگی در آن، تولید دیاگرام نیروی لهیدگی کاملاً هموار و به طبع، داشتن بازده‌ی نیروی لهیدگی بالا، امکان طراحی ضربه‌گیر برای طول‌های لهیدگی مختلف مورد نیاز به دلیل عملکرد مستقل این مکانیزم از طول ضربه‌گیر، امکان طراحی ضربه‌گیر برای دستیابی به نیروهای لهیدگی مختلف مورد نیاز با تغییر پارامترهای مختلف از نتایج این طرح است.