Lateral collapse of short-length sandwich tubes compressed by different indenters and exposed to external constraints

In this paper, sandwich tube components which consist of thin-walled circular tubes with aluminium foam core are proposed as energy absorption systems. The sandwich tubes were laterally crushed under quasi-static loading conditions. The sandwich tubes were crushed under two types of indenters and exposed to three different types of external constraints. The collapsing behaviour and the energy absorption responses of these systems were investigated by nonlinear finite element analysis through ANSYS-LS-DYNA. Various indicators which describe the effectiveness of energy absorbing systems were used as a marker to compare the various systems. It was found that the sandwich tube systems compressed by cylindrical indenters particularly the unconstrained system and the system with inclined constraints offered a very desirable force-deflection in which the force is almost constant in the post collapse stage. The employing of external constraints was noticed as a feasible method of increasing the SEA particularly when cylindrical indenter is used. Im Rahmen dieser Arbeit werden Kernverbundrohre, bestehend aus dunnwandigen Rohren mit Aluminiumschaumkern, als Energieabsorptionselemente vorgeschlagen. Die Kernverbundrohre wurden quasistatisch in lateraler Richtung zusammengedruckt. Die Kernverbundrohre wurden mittels zweier Arten von Eindringkopern under drei verschiedenen Auflagerbedingungen verformt. Das Versagensverhalten und das Energieabsorptionsverhalten wurden im Rahmen der nichtlinearen Finite-Elemente-Methode mittels ANSYS-LS-DYNA untersucht. Verschiedene Indikatoren, die die Effektivitat der Energieabsorptionssysteme beschreiben, wurden verwendet, um die unterschiedlichen Systeme zu vergleichen. Es hat sich gezeigt, dass die Kernverbundrohre mit zylindrischem Eindringkorper unter freier oder schrager Fuhrung ein vorteilhaftes Kraft-Verformungsverhalten aufweisen, wobei die Kraft weitgehend nach dem Versagen konstant bleibt. Die Verwendung von Verformungsbehinderungen und zylindrischer Eindringkorper stellte sich als eine Methode heraus, um das spezifische Energieabsorptionsvermogen zu erhohen.