Análisis de la Capacidad de Choque Oblicua de Tubos Circulares de Acero: Estudio Paramétrico sobre el Efecto del Grosor de Pared y la Identificación del Ángulo de Carga Crítica
Autores: Karantza, Konstantina D.; Papantoniou, Ioannis G.; Lykakos, Stavros S. A.; Manolakos, Dimitrios E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de la Capacidad de Choque Oblicua de Tubos Circulares de Acero: Estudio Paramétrico sobre el Efecto del Grosor de Pared y la Identificación del Ángulo de Carga Crítica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Resistencia a la colisión
Tubos de acero circulares de pared delgada
Aplastamiento axial
Aplastamiento oblicuo
Energía disipada
Estabilidad de deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El trabajo actual estudió el comportamiento de resistencia a impactos de tubos de acero circulares de pared delgada frente a aplastamientos axiales y oblicuos. Se realizaron análisis paramétricos del ángulo de aplastamiento y del grosor de la pared del tubo con el objetivo de identificar su efecto en la energía disipada, la iniciación del colapso y la estabilidad de deformación. Se implementaron experimentos cuasi-estáticos y simulaciones de elementos finitos (FE) en LS-DYNA para el análisis paramétrico del ángulo de aplastamiento, mientras que el efecto del grosor de la pared se estudió numéricamente para el mismo rango de ángulo de carga. Tanto los experimentos como las simulaciones revelaron que un aumento en el ángulo de aplastamiento resulta en una menor absorción de energía (EA) y fuerza máxima. La carga oblicua de bajo ángulo se indicó como la condición de impacto más eficiente, alcanzando una EA suficiente y facilitando la iniciación del colapso plástico. La ocurrencia del modo de flexión global reveló un valor crítico del ángulo de carga que reacciona a una caída significativa de EA debido a la deformación plástica inestable. Finalmente, un mayor grosor de pared resultó en una mayor fuerza máxima y un aumento del ángulo crítico que reacciona a una disminución más suave de EA con respecto al ángulo de carga al prevenir el modo de deformación inestable.
Descripción
El trabajo actual estudió el comportamiento de resistencia a impactos de tubos de acero circulares de pared delgada frente a aplastamientos axiales y oblicuos. Se realizaron análisis paramétricos del ángulo de aplastamiento y del grosor de la pared del tubo con el objetivo de identificar su efecto en la energía disipada, la iniciación del colapso y la estabilidad de deformación. Se implementaron experimentos cuasi-estáticos y simulaciones de elementos finitos (FE) en LS-DYNA para el análisis paramétrico del ángulo de aplastamiento, mientras que el efecto del grosor de la pared se estudió numéricamente para el mismo rango de ángulo de carga. Tanto los experimentos como las simulaciones revelaron que un aumento en el ángulo de aplastamiento resulta en una menor absorción de energía (EA) y fuerza máxima. La carga oblicua de bajo ángulo se indicó como la condición de impacto más eficiente, alcanzando una EA suficiente y facilitando la iniciación del colapso plástico. La ocurrencia del modo de flexión global reveló un valor crítico del ángulo de carga que reacciona a una caída significativa de EA debido a la deformación plástica inestable. Finalmente, un mayor grosor de pared resultó en una mayor fuerza máxima y un aumento del ángulo crítico que reacciona a una disminución más suave de EA con respecto al ángulo de carga al prevenir el modo de deformación inestable.