نشریه مهندسی مکانیک ایران

نشریه مهندسی مکانیک ایران

مطالعه تجربی رفتار شبه استاتیکی پانل ساندویچی با هسته ذوزنقه ای الیاف فلز/ شیشه تحت بارگذاری محوری

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
1 1-دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران 2- گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ولایت ایرانشهر، ایرانشهر، ایران
چکیده
هسته ‌های موجدار کامپوزیتی با شکل ذوزنقه ‌ای به سازه‌ های ساندویچی این امکان را داده که در مقابل تخریب مقاومت خود را افزایش بدهند. در مقاله حاضر به مطالعه بر روی اثر تغییر پارامتر هندسی زاویه یال های هسته ذوزنقه ‌ای و زاویه الیاف در لایه چینی صفحات پانل ساندویچی تحت بارگذاری فشاری شبه استاتیکی پرداخته شده است. در ساخت صفحات کامپوزیتی از ترکیبی از الیاف شیشه و فلز استفاده شده است. زاویه یال های هسته در سه حالت 46، 52 و 58 درجه و زاویه الیاف در لایه چینی در سه حالت 30، 60 و 90 درجه انتخاب شده است. بعد از آزمون فشاری شبه استاتیکی، انرژی جذب شده و نیروی بیشینه به همراه شکل تخریب، در تمامی نمونه ها مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که افزایش زاویه الیاف از 30 تا 90 درجه می تواند نیروی بیشینه را تا 123 درصد و جذب انرژی را تا 260 درصد افزایش دهد. مکانیزم تغییر شکل پلاستیک الیاف فلزی و شکست الیاف شیشه در ناحیه تشکیل لولای پلاستیک در یال های هسته، مکانیزم های اصلی تخریب بوده و هیچگونه لایه لایه شدگی در صفحات دیده نشد. همچنین به دلیل چسبندگی بالای هسته و رویه های صفحات کامپوزیتی، جدایش هسته از رویه ها در پانل مشاهده نشده که نشان دهنده کیفیت بالای این پانل ها است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]       R. Ogorkiewicz, "Analysis and Design of Structural Sandwich Panels: Howard G. Allen Pergamon Press, Oxford (1969) 283 pp., 45s Hard Cover, 35s Soft Cover," Ed: Elsevier, 1970, doi: 10.1016/C2013-0-02134-2.
 
[2]        C. R. Calladine and R. W. English, “Strain-rate and Inertia Effects in the Collapse of Two Types of Energy-absorbing Structure,” Int J Mech Sci, Vol. 26, No. 11–12, pp. 689–701, Jan. 1984, doi: 10.1016/0020-7403(84)90021-3.
 
[3]        S. Hou, S. Zhao, L. Ren, X. Han, and Q. Li, “Crashworthiness Optimization of Corrugated Sandwich Panels,” Mater Des, Vol. 51, pp. 1071–1084, Oct. 2013, doi: 10.1016/j.matdes.2013.04.086.
 
[4]        C. Kιlιçaslan, İ. K. Odacι, A. Taşdemirci, and M. Güden, “Experimental Testing and Full and Homogenized Numerical Models of the Low Velocity and Dynamic Deformation of the Trapezoidal Aluminium Corrugated Core Sandwich,” Strain, Vol. 50, No. 3, pp. 236–249, Jun. 2014, doi: 10.1111/str.12085.
 
[5]        C. Kılıçaslan, M. Güden, İ. K. Odacı, and A. Taşdemirci, “Experimental and Numerical Studies on the Quasi-static and Dynamic Crushing Responses of Multi-layer Trapezoidal Aluminum Corrugated Sandwiches,” Thin-Walled Structures, Vol. 78, pp. 70–78, May 2014, doi: 10.1016/j.tws.2014.01.017.
 
[6]        C. Kılıçaslan, M. Güden, İ. K. Odacı, and A. Taşdemirci, “The Impact Responses and the Finite Element Modeling of Layered Trapezoidal Corrugated Aluminum Core and Aluminum Sheet Interlayer Sandwich Structures,” Materials & Design (1980-2015), Vol. 46, pp. 121–133, Apr. 2013, doi: 10.1016/j.matdes.2012.09.059.
 
[7]        X. Li, Z. Wang, F. Zhu, G. Wu, and L. Zhao, “Response of Aluminium Corrugated Sandwich Panels under Air Blast Loadings: Experiment and Numerical Simulation,” Int J Impact Eng, Vol. 65, pp. 79–88, Mar. 2014, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2013.11.002.
 
[8]        S. Hou, C. Shu, S. Zhao, T. Liu, X. Han, and Q. Li, “Experimental and Numerical Studies on Multi-layered Corrugated Sandwich Panels under Crushing Loading,” Compos Struct, Vol. 126, pp. 371–385, Aug. 2015, doi: 10.1016/j.compstruct.2015.02.039.
 
[9]        W. He, J. Liu, B. Tao, D. Xie, J. Liu, and M. Zhang, “Experimental and Numerical Research on the Low Velocity Impact Behavior of Hybrid Corrugated Core Sandwich Structures,” Compos Struct, Vol. 158, pp. 30–43, Dec. 2016, doi: 10.1016/j.compstruct.2016.09.009.
 
[10]      T. Liu and P. Turner, “Dynamic Compressive Response of Wrapped Carbon Fibre Composite Corrugated Cores,” Compos Struct, Vol. 165, pp. 266–272, Apr. 2017, doi: 10.1016/j.compstruct.2016.10.080.
 
[11]      N. Z. M. Zaid, M. R. M. Rejab, A. F. Jusoh, D. Bachtiar, and J. P. Siregar, “Effect of Varying Geometrical Parameters of Trapezoidal Corrugated-core Sandwich Structure,” MATEC Web of Conferences, Vol. 90, p. 01018, Dec. 2017, doi: 10.1051/matecconf/20179001018.
 
[12]      N. Z. M. Zaid, M. R. M. Rejab, A. F. Jusoh, D. Bachtiar, J. P. Siregar, and Z. Dian Ping, “Fracture Behaviours in Compression-loaded Triangular Corrugated Core Sandwich Panels,” MATEC Web of Conferences, Vol. 78, p. 01041, Oct. 2016, doi: 10.1051/matecconf/20167801041.
 
[13]      M. R. Mat Rejab, N. Z. M. Zaid, J. P. Siregar, and D. Bachtiar, “Scaling Effects for Compression Loaded of Corrugated-core Sandwich Panels,” Adv Mat Res, Vol. 1133, pp. 241–245, Jan. 2016, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1133.241.
 
[14]      M. R. M. Rejab and W. J. Cantwell, “The Mechanical Behaviour of Corrugated-core Sandwich Panels,” Compos B Eng, Vol. 47, pp. 267–277, Apr. 2013, doi: 10.1016/j.compositesb.2012.10.031.
 
[15]      M.R.M Rejab and M. Ruzaimi, “The Mechanical Properties of Novel Lightweight Structures Based on Corrugated-cores,” Doctoral Dissertation, University of Liverpool, 2013, https://core.ac.uk/download/80771600.pdf.
 
[16]      H. Taghipoor and M. Damghani Nouri, “Experimental and Numerical Investigation of Lattice Core Sandwich Beams under Low-velocity Bending Impact,” Journal of Sandwich Structures & Materials, Vol. 21, No. 6, pp. 2154–2177, Sep. 2019, doi: 10.1177/1099636218761315.
 
[17]      H. Taghipoor and M. Sefidi, “Energy Absorption of Foam-filled Corrugated Core Sandwich Panels under Quasi-static Loading,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, Vol. 237, No. 1, pp. 234–246, Jan. 2023, doi: 10.1177/14644207221110483.

  • تاریخ دریافت 18 بهمن 1401
  • تاریخ بازنگری 17 خرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 17 مهر 1402