Published January 7, 2016
| Version v1
Publication
Open
Axial Crushing Behavior of Aluminum Square Tube with Origami Pattern
- 1. Universiti Teknologi MARA
- 2. National Defence University of Malaysia
Description
The study of axial crushing behavior is important in designing crashworthy structures especially in automotive applications. The axial crushing of thin-walled tube has better energy absorption capability. Thus, introducing milled geometrical shapes on thin-walled tube may improve the energy absorption performance. The improvement of the crush response is determined through the reduction of the Initial Peak Force (IPF) and the increase of the Specific Energy Absorption (SEA). This was done by employing origami pattern milled on the surface of thin-walled square tube which was investigated experimentally and numerically. The material used for the tube was aluminum alloy 6063-T5. The simulation results were validated by experiments which were conducted using Instron 3382 Universal Testing Machine and Instron Dynatup 8250 Drop Hammer Machine. The numerical simulation then progressed by varying parameters such as dimensions and configurations of the origami pattern on the square tube. ABAQUS finite element (FE) software was used to conduct the numerical simulation. The result of employing the origami square pattern on square tube is expected to improve the crush response by lowering the IPF and increasing the SEA. The obtained results were then compared with the conventional square tube where the origami pattern on square tube enhanced the crush performance.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد دراسة سلوك التكسير المحوري مهمة في تصميم الهياكل القابلة للتصادم خاصة في تطبيقات السيارات. يتمتع التكسير المحوري للأنبوب رقيق الجدران بقدرة أفضل على امتصاص الطاقة. وبالتالي، فإن إدخال أشكال هندسية مطحونة على أنبوب رقيق الجدران قد يحسن أداء امتصاص الطاقة. يتم تحديد تحسين استجابة السحق من خلال تقليل قوة الذروة الأولية (IPF) وزيادة امتصاص الطاقة المحدد (SEA). وقد تم ذلك عن طريق استخدام نمط الأوريغامي المطحون على سطح الأنبوب المربع رقيق الجدران والذي تم التحقيق فيه تجريبيًا وعدديًا. كانت المادة المستخدمة للأنبوب هي سبائك الألومنيوم 6063 - T5. تم التحقق من صحة نتائج المحاكاة من خلال التجارب التي أجريت باستخدام Instron 3382 Universal Testing Machine و Instron Dynatup 8250 Drop Hammer Machine. ثم تقدمت المحاكاة العددية من خلال معلمات مختلفة مثل أبعاد وتكوينات نمط الأوريغامي على الأنبوب المربع. تم استخدام برنامج ABAQUS للعناصر المحدودة (FE) لإجراء المحاكاة العددية. من المتوقع أن تؤدي نتيجة استخدام نمط الأوريغامي المربع على الأنبوب المربع إلى تحسين استجابة السحق عن طريق خفض IPF وزيادة البحر. ثم تمت مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها مع الأنبوب المربع التقليدي حيث عزز نمط الأوريغامي على الأنبوب المربع أداء السحق.Translated Description (French)
L'étude du comportement à l'écrasement axial est importante dans la conception de structures résistantes aux chocs, en particulier dans les applications automobiles. L'écrasement axial du tube à paroi mince a une meilleure capacité d'absorption d'énergie. Ainsi, l'introduction de formes géométriques fraisées sur un tube à paroi mince peut améliorer les performances d'absorption d'énergie. L'amélioration de la réponse à l'écrasement est déterminée par la réduction de la force maximale initiale (IPF) et l'augmentation de l'absorption d'énergie spécifique (SEA). Cela a été fait en utilisant un motif d'origami broyé à la surface d'un tube carré à paroi mince qui a été étudié expérimentalement et numériquement. Le matériau utilisé pour le tube était l'alliage d'aluminium 6063-T5. Les résultats de la simulation ont été validés par des expériences qui ont été menées en utilisant Instron 3382 Universal Testing Machine et Instron Dynatup 8250 Drop Hammer Machine. La simulation numérique a ensuite progressé en faisant varier les paramètres tels que les dimensions et les configurations du motif d'origami sur le tube carré. Le logiciel ABAQUS à éléments finis (FE) a été utilisé pour mener la simulation numérique. Le résultat de l'utilisation du motif carré en origami sur un tube carré devrait améliorer la réponse à l'écrasement en abaissant le FPI et en augmentant la MER. Les résultats obtenus ont ensuite été comparés au tube carré conventionnel où le motif origami sur tube carré a amélioré les performances d'écrasement.Translated Description (Spanish)
El estudio del comportamiento de aplastamiento axial es importante en el diseño de estructuras resistentes a choques, especialmente en aplicaciones automotrices. El aplastamiento axial del tubo de pared delgada tiene una mejor capacidad de absorción de energía. Por lo tanto, la introducción de formas geométricas fresadas en un tubo de pared delgada puede mejorar el rendimiento de absorción de energía. La mejora de la respuesta de aplastamiento se determina a través de la reducción de la Fuerza de Pico Inicial (IPF) y el aumento de la Absorción Específica de Energía (SEA). Esto se hizo empleando un patrón de origami fresado en la superficie de un tubo cuadrado de paredes delgadas que se investigó experimental y numéricamente. El material utilizado para el tubo fue aleación de aluminio 6063-T5. Los resultados de la simulación se validaron mediante experimentos que se realizaron utilizando Instron 3382 Universal Testing Machine y Instron Dynatup 8250 Drop Hammer Machine. Luego, la simulación numérica progresó variando parámetros como las dimensiones y configuraciones del patrón de origami en el tubo cuadrado. Se utilizó el software de elementos finitos (FE) ABAQUS para realizar la simulación numérica. Se espera que el resultado de emplear el patrón cuadrado de origami en un tubo cuadrado mejore la respuesta al aplastamiento al reducir la FPI y aumentar el NIVEL DEL MAR. Los resultados obtenidos se compararon con el tubo cuadrado convencional donde el patrón de origami en el tubo cuadrado mejoró el rendimiento de aplastamiento.Files
30139.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:bbbd0d1ee9e5a09828457b9795555001
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- سلوك التكسير المحوري لأنبوب الألومنيوم المربع مع نمط الأوريغامي
- Translated title (French)
- Comportement d'écrasement axial du tube carré en aluminium avec motif origami
- Translated title (Spanish)
- Comportamiento de aplastamiento axial del tubo cuadrado de aluminio con patrón de origami
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2226495331
- DOI
- 10.5539/mas.v10n2p90
References
- https://openalex.org/W1967826025
- https://openalex.org/W2002134237
- https://openalex.org/W2004396242
- https://openalex.org/W2006653482
- https://openalex.org/W2013354526
- https://openalex.org/W2024713090
- https://openalex.org/W2067829282
- https://openalex.org/W2069456199
- https://openalex.org/W2072418070
- https://openalex.org/W2073725972
- https://openalex.org/W2075971852
- https://openalex.org/W2080923815
- https://openalex.org/W2150511957