مطالعه‌ای بر مقاومت انفجاری ساندویچ پنل با هسته‌ی جدید پاپیونی پواسون منفی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه حکیم سبزروای، سبزروار، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

doi
چکیده

انتخاب مصالح، هندسه و ساختارهای مقاوم در برابر بارگذاری انفجاری، نقش مهمی در پایداری سازه و به حداقل رسیدن تلفات جانی و مالی در شرایط بحرانی مانند جنگ ایفا می‌کند. از این‌رو در این پژوهش به‌منظور بررسی میزان تاثیر و مقاومت ساندویچ پنل‌ با هسته پاپیونی پواسون منفی سنتی در برابر بارگذاری انفجار و با هدف کاهش خسارات، اقدام به مدل‌سازی ساندویچ پنل‌های قدیمی در نرم افزار المان محدود آباکوس شده است. و در ادامه با الهام از ساختار پاپیونی سنتی اقدام به طراحی و مدل‌سازی ساختار مشبک و متقارن جدیدی با نسبت پواسون منفی و استفاده به‌عنوان هسته یک ساندویچ پنل در میان دو رویه فلزی شده است. دو معیار اصلی زاویه داخلی و ضخامت ورق سازنده ریز ساختارهای آگستیک به‌عنوان عوامل موثر در مقاومت انفجاری ساندویچ پنل مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. مقاومت انفجاری نمونه ساندویچ پنل‌ها با هسته سنتی و جدید تحت بارگذاری 300 گرم TNT در فاصله 10 سانتیمتری از مرکز وجه بالایی ساندویچ پنل مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج حاکی از کاهش نسبت پواسون منفی در اثر افزایش ضخامت ورق سلول‌های پاپیونی و افزایش زاویه داخلی ریزساختار‌های تشکیل دهنده هسته بوده است. بیشترین مقدار نسبت پواسون منفی 514/0 - در نمونه داخلی با زاویه داخلی 50 درجه و ضخامت ورق 6/0 میلیمتر به‌دست آمده است نتایج نشان‌دهنده کاهش چشمگیر میزان تنش روی فونداسیون و افزایش زمان پاسخ سازه در اثر افزایش میزان نسبت پواسون منفی و عملکرد ایزوتروپیک می‌باشد. بیشینه میزان تنش روی فونداسیون در نمونه با زاویه داخلی 50 درجه ایزوتروپیک کاهش بیش از یک سوم نسبت به نمونه‌ای با همین زاویه سنتی داشته است. میزان کاهش تنش روی فونداسیون در زاویه داخلی 60 درجه در هسته سنتی و جدید محسوس‌‌تر بوده است. یافته‌های این پژوهش می تواند راهنمای خوبی برای توسعه دهندگان و پژوهشگران فعال در عرصه مقاوم‌سازی سازه باشد.