مطالعه‌ی تجربی ظرفیت جذب‌انرژی ساختار لانه‌زنبوری تقویت‌شده با‌فنر و پر‌شده با فوم‌پلی‌اورتان در بارگذاری شبه‌استاتیکی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران.

doi
10.22068/jstc.2025.2047424.1906
چکیده

این مطالعه با ارائه یک رویکرد نوآورانه در طراحی ساختارهای لانه‌زنبوری، یک ساختار تقویت‌شده‌ی جدیدی را معرفی می‌کند که دیواره‌ی داخلی سلول‌های آن، با فنری با شکل شش‌ضلعی تقویت شده است. همچنین به ارزیابی و مقایسه مولفه‌های ضربه‌پذیری و جذب‌انرژی ساختار پیشنهادی، با ساختار لانه‌زنبوری سنتی می‌پردازد. علاوه بر این، تاثیر پرکردن فضای خالی بین سلول‌های ساختار لانه‌زنبوری با فوم پلی‌اورتان سخت، بر استحکام مکانیکی و جذب‌ انرژی ساختارها، مورد بررسی قرار گرفته‌‌است. در این پژوهش چهار نوع ساختار لانه‌زنبوری با جنس پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA+) با کمک پرینتر ‌سه‌بعدی FDM با ابعاد مکعبی ساخته شد. پس از آن، فوم دو‌جزئی پلی‌اورتان به فضای خالی میان سلول‌ها تزریق شد. در ادامه، نمونه‌ها در جهت خارج از صفحه، تحت بارگذاری فشاری شبه‌استاتیکی قرار گرفتند و نمودارهای‌ نیرو-جابه-جایی حاصل از بارگذاری، استخراج شدند. نتایج نشان ‌داد ساختار پیشنهادی لانه‌‌زنبوری تقویت‌شده با فنر، در حالت خالی با افزایش 14 درصدی جذب‌‌انرژی و میانگین نیروی لهیدگی و افزایش 24 درصدی راندمان نیروی لهیدگی و در حالت پرشده با فوم با افزایش 21 درصدی جذب‌انرژی و میانگین نیروی لهیدگی و 26 درصدی راندمان نیروی لهیدگی، عملکرد بهبودیافته‌ای نسبت به ساختار‌ لانه‌‌زنبوری ‌سنتی دارد. همچنین به کارگیری فوم پلی‌اورتان در ساختار‌های مشبک لانه‌زنبوری سنتی و لانه‌زنبوری تقویت شده، به ترتیب باعث افزایش 16 و 23 درصدی جذب‌انرژی و میانگین نیروی لهیدگی شد که نشان از بهبود خواص مکانیکی آن دارد.