تحلیل تجربی و عددی آسیب در ساندویچ پانل چند لایه موج‌دار تحت خمش سه نقطه‌ای شبه استاتیکی
کد مقاله : 1128-IRANCOMP
نویسندگان:
بنیامین وحیدی منش1، ریحانه شاهواری1، امین فرخ آبادی *1، محمد سجاد گازر2
1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده مقاله:
امروزه مواد کامپوزیتی و ساختارهای ساندویچی به دلیل خواص منحصر به فردی مثل استحکام به وزن بالا ، مقاومت در برابر خوردگی، توانایی جذب انرژی و صدا مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. یکی از مهمترین کاربردهای کامپوزیت‌های لایه‌ای، استفاده از آن‌ها در ساخت سازه‌های ساندویچی است .اخیرا پانل‌های ساندویچی به صورت وسیعی در سازه‌های مهندسی به واسطه خواص مکانیکی که از خود نشان می‌دهند در زمینه‌های مختلف همچون رفتار خمشی، برشی، پاسخ به ضربه و بارگذاری‌های دینامیکی، خستگی و شبه استاتیکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در همین راستا، این تحقیق رفتار مکانیکی ساندویچ پانل کامپوزیتی با هسته موج‌دار چند لایه را در معرض خمش سه نقطه‌ای شبه استاتیکی به صورت تجربی و عددی بررسی کرده است. پارامترهایی مانند سفتی خمشی و حداکثر بار خمشی تحملی برای هندسه‌های هسته موج‌دار (پروانه‌ای) در طول فرآیند بارگذاری و شکست مورد مطالعه قرار گرفتند. هدف از افزودن کامپوزیت موج‌دار به داخل هسته، تقویت آن و درنتیجه تقویت سازه ساندویچی در برابر بارهای خمشی بدون افزایش چشمگیر وزن سازه است. صفحات کامپوزیت و هسته های موج‌دار با تکنیک انتقال رزین به کمک خلأ (وکیوم) و با استفاده از رزین اپوکسی اِم اِل506 با 15% سخت کننده ساخته شده‌اند. نتایج تجربی نشان می‌دهد که ساندویچ پانل‌های کامپوزیتی چند لایه ساختار را در فرآیند خمشی سه نقطه‌ای شبه استاتیکی تقویت می‌کنند. مکانیزم‌های اصلی آسیب و شکست نمونه‌های ساندویچ پانل در طول فرآیند تحمل بار عبارتند از: ترک‌خوردگی ماتریس، شکستن الیاف، لایه‌لایه‌شدن، فرورفتگی موضعی، خمش سراسری، خرد شدن و کمانش دیواره‌های سلولی و رویه‌ها. شبیه‌سازی عددی با استفاده از آباکوس منجر به نتایجی شد که با نتایج تجربی همخوانی خوبی داشت و امکان استفاده از شبیه‌سازی به جای تست‌های پرهزینه را برای تحلیل و طراحی فراهم می‌کند.
کلیدواژه ها:
خمش سه نقطه- ساندویچ پانل کامپوزیتی- مکانیزم آسیب- تست تجربی
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است