تاریخ دفاع: 1405/7/20
دانشجو

امیررضا نامداری

دانشکده / گروه آموزشی فنی مهندسی | گروه مهندسی مکانیک

تحلیل عددی ضربه سرعت پایین و جذب انرژی در ساندویچ پنلهای لانه زنبوری کامپوزیتی مربعی تقویت شده با فوم

استاد راهنما سعید فعلی

چکیده

پنل‌های ساندویچی کامپوزیتی به دلیل نسبت بالای استحکام و سختی به وزن، در صنایعی نظیر هوافضا، حمل‌ونقل و سازه‌های سبک کاربرد گسترده‌ای دارند. یکی از چالش‌های اصلی طراحی این سازه‌ها، بهبود رفتار ضربه‌ای و افزایش ظرفیت جذب انرژی آن‌هاست. در پژوهش حاضر، رفتار ضربه‌ای یک پنل ساندویچی کامپوزیتی و تاثیر تغییرات ساختاری بر جذب انرژی و جذب انرژی ویژه بررسی شد. بدین منظور، مدل عددی پنل در نرم‌افزار آباکوس توسعه یافت و با نتایج مرجع پنل‌های توخالی و پرشده با فوم پلی‌متاکریلیمید   در انرژی‌های ضربه ?? و ??? ژول صحت‌سنجی شد. درصد خطای مدل برای پنل توخالی در محدوده ?/?? تا ?/?? درصد و برای پنل پرشده با فوم پلی‌متاکریلیمید در محدوده ?/?? تا ?/?? درصد به دست آمد که بیانگر تطابق قابل قبول با نتایج مرجع بود.پس از صحت‌سنجی، تاثیر افزایش تعداد لایه‌های صفحات رویی از شش به هشت، جایگزینی الیاف کولار در لایه‌های اول و آخر صفحات رویی و تغییر جنس هسته از فوم پلی‌متاکریلیمید به پلی‌یورتان بررسی شد.   نتایج نشان داد تاثیر افزایش تعداد لایه‌ها به انرژی ضربه وابسته است؛ به‌گونه‌ای که در انرژی‌های پایین، افزایش لایه‌ها لزوماً عملکرد را بهبود نداد، اما در انرژی‌های بالاتر، نقش لایه‌های اضافی در جذب انرژی پررنگ‌تر شد. استفاده از کولار در لایه‌های خارجی، در تمام انرژی‌های بررسی‌شده موجب بهبود جذب انرژی و دستیابی به بیشترین جذب انرژی ویژه شد. همچنین، فوم پلی‌متاکریلیمید از نظر جذب انرژی کل عملکرد مطلوب‌تری داشت، درحالی‌که فوم پلی یورتان به دلیل جرم کمتر، در برخی شرایط جذب انرژی ویژه بالاتری ارائه کرد.در مجموع، عملکرد ضربه‌ای پنل‌های ساندویچی به تعداد و جنس لایه‌های صفحات رویی، نوع هسته و جرم کلی سازه وابسته است. بنابراین، ارزیابی هم‌زمان انرژی جذب‌شده و جذب انرژی ویژه می‌تواند معیار جامع‌تری برای طراحی و بهینه‌سازی پنل‌های ساندویچی سبک با عملکرد مناسب در برابر ضربه فراهم کند. واژگان کلیدی: ضربه سرعت پایین، ساندویچ پنل، جذب انرژی، هسته لانه زنبوری، مدل عددی