6498542347

1.3. ZGNIATANIE PROFILI CIENKOŚCIENNYCH

W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego wieku nastąpiło wzmożone zainteresowanie absorberami energii. Zwiększenie energochłonności dźwigarów cienkościennych, wykonanych z blach aluminiowych czy stalowych, było w owym czasie głównym przedmiotem badań wielu naukowców (Rcdwood [79], Soden i inni [101], Toda i inni [113]).

Sposób analizy zjawisk zachodzących podczas osiowego zgniatania rur cienkościennych oraz odpowiadających im właściwości wytrzymałościowych, zmieniał się przez lata, począwszy od rozważań czystoanalitycznych [37, 71. 117, 124], skończywszy na badaniach typowo eksperymentalnych [56, 118],

Pierwsze praktyczne próby opisania procesu zgniatania cylindrycznych profili cienkościennych zostały podjęte przez Alexandera [12], Autor w swoich rozważaniach zastosował model tworzywa sztywno-idealnie-plastycznego znajdującego się w stanie płaskiego odkształcenia. W pracy wykorzystał mechanizm ruchomych przegubów plastycznych. Dodatkowo założył, że cala energia pochłaniana podczas zgniatania jest absorbowana w przegubach plastycznych.

Postlethwaite i Mills [73] analizowali zachowanie prętów ściskanych i określili dla nich dwie fazy: przedwyboczeniową, objawiającą się sprężystym odkształceniem, oraz fazę powyboczeniową - występującą w regionach odkształconych plastycznie. W swojej pracy przedstawili również wyniki eksperymentów dotyczących zgniatania cienkościennych struktur, gdzie - podobnie jak w przypadku prętów - zauważyli fazy wcześniej opisane. W swoich rozważaniach przyjęli założenia Alexandera [12] na temat rozciągliwego zachowania w przegubach plastycznych struktur cienkościennych poddanych osiowemu ściskaniu.

W pracach późniejszych Johnson [38] analizował belki, pręty oraz powłoki obciążone udarowo, używając do tego model materiału sztywno-idealnie-plastycznego. Zdefiniował on bezwymiarową liczbę uszkodzenia, wykorzystywaną do oszacowania odpowiedzi plastycznej struktury poddanej dynamicznemu lub impulsowemu obciążeniu. Zauważył też, że dla quasi-statycznego zgniatania cienkościennej rury o przekroju okrągłym znaczący wpływ ma umocnienie materiału w przegubach plastycznych określających średnią silę zgniatania.

Johnson i inni [37] rozwinęli teorię Alexandera [12] oraz Pugsleya i Macaulaya [76], proponując dwa rodzaje modeli deformacji opartych na stacjonarnych lub ruchomych przegubach plastycznych, powstających progresywnie wzdłuż osi zgniatanych profili.

Johnson i Reid w swojej pracy [36] zajmowali się przede wszystkim zagadnieniami udarowymi o stosunkowo malej prędkości uderzenia (do 50 m/s). Celem badań było rozpatry wanie kwestii związanych z rozproszeniem energii i jej zamiany w pracę odkształceń plastycznych. Van Kureń i Scott [115] analizowali wpływ prędkości od-