Validation of numerical models of metallic foams from the aspect of energy absorption

• Autorzy: Włodarczyk J. , Niezgoda T. , Barnat W. , Dziewulski P.

Warianty tytułu

PL

Walidacja modeli numerycznych pianek metalicznych w aspekcie energochłonności

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem pracy była ocena zdolności pochłaniania energii przez piany metaliczne. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań energochłonności trzech pian metalicznych obciążonych przemieszczeniem. Analizę numeryczna pianki metalicznej przeprowadzono w oprogramowaniu LS DYNA. Do modelowania piany metalicznej zastosowano MAT_26 (MAT_ HONEYCOMB) który jest używany głównie do modelowania "plastrów miodu" i pianek z właściwościami anizotropowymi. Do obliczeń numerycznych wykorzystano dwa rodzaje elementów numerycznych: typu SOLID i Plate. Elementy typu SOLID były wykorzystywane do modelowania pianki a typu Schell wykorzystywano do zdefiniowania obciążenia. Model numeryczny przedstawiono na rys. 10. Element piankowy został podobnie jak w przypadku badanych obiektów rzeczywistych obciążony płytą poruszającą się z prędkością 5 m/s. Pianę metaliczną przebadano w Katedrze Mechaniki i Informatyki Stosowanej WAT. Badania przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej INSTRON. Obciążenie realizowano przez wymuszenie kinematyczne. Przedstawione wyniki są wstępnymi, eksperyment został przeprowadzony w celu wybrania materiału piankowego o największej energochłonności. Na podstawie wstępnej oceny uzyskanych wyników można powiedzieć, że próbki z najmniejszymi porami posiadają największą energochłonność. Jednakże kolejnym etapem prac powinny być badania udarnościowe pomiaru opóźnień w aspekcie zwiększenia bezpieczeństwa.

EN

The main objective of the paper is to assess the energy absorbing capabilities of metallic foams. The results of experimental investigation of energy absorbing capabilities for three metallic foams under kinematic loading are presented. The tests were conducted on the INSTRON Dynamic Testing System. The numerical computations were carried out using the LS DYNA code. For metallic foam modelling, MAT_26 (MAT_HONEYCOMB) was used; it is normally used for "honeycombs" and anisotropic foams modelling. For numerical calculations, two types of numeric elements were used: SOLIDE and Plate types. SOLID type elements were used for foam modelling, and Schell types -for charge definition. A numeric diagram is presented on drawing 10. As in the case of real tested elements, the foam element was charged by a plate of velocity of 5 m/s. The metallic foam was checked in Mechanics and Applied Informatics Faculty of Military University of Technology. Tests were made on INSTRON resistance machine. The charge was made using cinematic input function. Presented results are preliminary one, the experiment was made in order to choose a foam material having the best energy absorption characteristics. The conclusion of preliminary estimation of obtained results is that the samples with the smallest pores have the most important energy absorption level. Nevertheless, the following stage of the works should be impact resistance tests: deceleration test in the aspect of security improvement.

Słowa kluczowe

PL

transport; energochłonność; piany metaliczne; badania doświadczalne; metoda elementów skończonych; MES

EN

transport; metallic foams; energy absorption capabilities; experimental investigations; finite element method; FEM

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 2
• Strony: 561--569
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Włodarczyk J.

autor

Niezgoda T.

autor

Barnat W.

autor

Dziewulski P.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej Gen. Sylwestra Kaliskiego2, 00-908 Warszawa, Poland tel.: [phone]fax [phone],

Bibliografia

• [1] Niezgoda, T., Ochelski, S., Barnat, W., Wpływ kąta uderzenia na pochłanianie energii poprzez wybrane struktury kompozytowe w transporcie, IX Konferencja Naukowo-Techniczna „Programy MES w Komputerowym Wspomaganiu Analizy, Projektowania I Wytwarzania”; Giżycko, 19-22 Października 2005MSC 2005.
• [2] Niezgoda, T., Barnat, W., Analiza pasa bariery drogowej wzmocnionej elementami kompozytowymi w zastosowaniu do poprawy energochłonności elementów infrastruktury, 5s. (25-29) Górnictwo Odkrywkowe 5-6, 2006.
• [3] Barnat, W., Niezgoda, T., Badania energochłonnosci elementów podatnych w aspekcie zastosowanych materiałów, Journal of Kones Powertrain and Transport vol 14 No 1 2007.
• [4] Konstrukcje przekładkowe,Wydawnictwo MON.
• [5] Włodarczyk, J., Niezgoda, T., Barnat, W., Gieleta, R., Dziewulski, P., Badania eksperymentalne energochłonnosci pian metalicznych, IV Mię�dzynarodowego Sympozjum Mechaniki Zniszczenia Materiałów i Konstrukcji Augustów 2007.
• [6] Barnat, W., Numeryczna analiza warstwy ochronnej pochłaniajacej energię fali detonacyjnej, rozdział w monografii Oficyna Wydawnicza WAT 2007.
• [7] LS DYNA THEOETICAL MANUAL 2007.