بررسی جذب انرژی پانل ساندویچی با هسته و رویه آلومینیومی تحت بارگذاری شبه استاتیک: مطالعه عددی و تجربی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 عضو هیئت‌‌علمی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.434159.1900
چکیده

ساندویچ پانل­ ها به دلیل جذب انرژی مطلوب نسبت به وزنی پایینی که دارند در سازه­ هواپیما از قبیل سطوح فرامین­ بال و دماغه هواپیما به طور گسترده مورد استفاده قرار می­ گیرند. امروزه از ساندویچ پانل ­های هیبریدی با توجه به خواص مکانیکی متفاوتی که دارند در صنایع هوایی مورد استفاده قرار گرفته ­اند. ساختار ساندویچ پانل ­ها متشکل از دو رویه نازک و یک هسته می­باشند، هسته از تاثیر بارهای برشی خارج از صفحه بر روی ورق های سطحی جلوگیری می کند و آن ­ها را در برابر کمانش پشتیبانی می­ کند. در این مقاله به بررسی جذب انرژی و استحکام پانل‌های ساندویچ با صفحه آلومینیومی 2024-T3 به ‌عنوان پوسته و لانه زنبوری آلومینیومی 5052 به‌ عنوان هسته آن تحت بارگذاری پانچ شبه استاتیک با استفاده از دو سنبه با مقطع مسطح و کروی، به ‌صورت تجربی و عددی پرداخته شده است. جهت انجام تحلیل­ های عددی، روش حل صریح در نرم افزار المان محدود آباکوس مورد استفاده قرار گرفته است. حالت‌های خرابی در این آزمون شامل چروک شدن صفحه، جدا شدن لایه چسب بین صفحه و هسته، پارگی صفحه، خرد کردن مغزی پانل ساندویچی خارج از صفحه، خم شدن مغزی پانل ساندویچی درون صفحه، پارگی مغزی پانل ساندویچی، طبقه‌بندی می‌شوند. نتایج تحلیل عددی نسبت به نتایج نمونه­ های تجربی از تطابق خوبی برخوردار هستند. حداقل میزان جذب انرژی نمونه­ های تجربی پانل ساندویچی در آزمون نفوذ سنبه 42/21 ژول و حداکثر 13/25 ژول می­ باشد.