مطالعه تجربی استحکام پنل ساندویچی با هسته سلولی از نوع ساعت شنی و مربعی تحت بار کمانش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس تهران ایران

چکیده

در این مقاله، تحلیل استحکام سازه ساندویچی مرکبی تحت بارگذاری کمانش و همچنین هسته‌ی ترکیبی از جنس فوم پلی اورتان در سازه‌‌های ساندویچی مرکبی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای عملکرد بهتر پوسته و هسته در سازه ساندویچی و همچنین بالا بردن استحکام آن‌ها در برابر بار فشاری کمانش، از تقویت‌کننده با هندسه جدید ساعت شنی و مربعی با فوم و بدون فوم استفاده شده است. داشتن ضریب پواسون منفی و سفتی خمشی بیشتر و هم‌چنین قابلیت تحمل بار بیشینه دلیل استفاده از هندسه ساعت شنی می باشد. به منظور ایجاد نمونه‌هایی با کیفیت بهتر و یکنواخت‌تر از روش جدید کیسه خلأ (VARTM) استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد سازه‌‌های ساندویچی موج‌دار با هسته ساعت شنی پر شده با فوم پلی‌اورتان در مقابل بارگذاری کمانشی بار بیشتری را تحمل می‌کنند و همچنین کارایی خوبی در جذب انرژی دارند. در سازه‌ی ساندویچی مرکبی بدون فوم به دلیل خالی بودن هسته موج‌دار، هسته دچار اعوجاج شده (جدایش پوسته از هسته)، و کمانش محلی رخ می‌دهد. در حالیکه در سازه ساندویچی با فوم به دلیل وجود فوم در هسته، از اعوجاج سازه جلوگیری شده است. هم‌چنین فوم با وجود داشتن وزن سبک قادر به تحمل بار فشاری ناشی از کمانش محلی می‌باشد. در نتیجه سازه تنها دچار کمانش کلی ‌گردیده است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Petrone, G., D’Alessandro, V., Franco, F., Mace, B., & De Rosa, S. (2014). Modal characterisation of recyclable foam sandwichpanels. Composite Structures, 113, 362-368.
  2. Gupta, N., Woldesenbet, E., Hore, K., & Sankaran, S. (2002). Response of syntactic foam core sandwich structured composites to three-point bending. Journal of Sandwich Structures & Materials, 4(3), 249-272.
  3. Taghizadeh, S. A., Farrokhabadi, A., Liaghat, G., Pedram, E., Malekinejad, H., Mohammadi, S. F., & Ahmadi, H. (2019). Characterization of compressive behavior of PVC foam infilled composite sandwich panels with different corrugated core shapes. Thin-Walled Structures, 135, 160-172.
  4. Aviles, F., & Carlsson, L. A. (2006). Experimental study of debonded sandwich panels under compressive loading. Journal of Sandwich Structures & Materials, 8(1), 7-31.
  5. Moslemian, R., Quispitupa, A., Berggreen, C., & Hayman, B. (2012). Failure of uniformly compression loaded debond damaged sandwich panels—An experimental and numerical study. Journal of Sandwich Structures & Materials, 14(3), 297-324.
  6. Fadaeipoor H, Farrokhabadi A .(2018). Non-Linear buckeling of composite sandwiches include delamination. 27th Annual International Conference of Iranian Society of Mechanical Engineering and 7th Conference on Thermal Power Plants.
  7. Malekinejad Bahabadi, H., Rahimi, G. H., & Farrokhabadi, A. (2016). Numerical and experimental investigation of skin/core debonding in composite sandwich structures with corrugated core under bending loading. Modares Mechanical Engineering, 16(6), 52-62.
  8. correlation. Journal of Sandwich Structures & Materials, 23(1), 94-131.
  9. Aghaei-Ruzbahani, M., Shahgholian-Ghahfarokhi, D., & Rahimi, G. (2020). Experimental Analysis of Composite Sandwich Plates Buckling with Lozenge Core Using the Vibration Correlation Technique. Modares Mechanical Engineering, 20(5), 1399-1408.
  10. Li, D., & Huang, B. Z. (2019). Secondary buckling and failure behaviors of composite sandwich panels with weak and strong cores under in-plane shear loading.Aerospace Science and Technology, 95, 105463.
  11. Biagi, R., & Bart-Smith, H. (2012). In-plane column response of metallic corrugated core sandwich panels. International Journal of Solids and Structures, 49(26), 3901-3914.
  12. Babaqashabha, Vahid, Adalat, Mohammad Ehsan, and Tatlari Maryam, Numerical analysis of the buckling of flat and corrugated sandwich sheets with flat aluminum coating. The first national conference on the central development of civil engineering, architecture, electricity and mechanics in Iran;
  13. Grenestedt, J. L., & Reany, J. (2007). Wrinkling of corrugated skin sandwich panels. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 38(2), 576-589.
  14. Yiru, R. E. N., Yabin, D. E. N. G., & Jiang, H. (2021). Core reinforcement design for improving flexural energy-absorption of corrugated sandwich composite structure. Chinese Journal of Aeronautics, 34(5), 510-522.
  15. Chen, L., Peng, S., Liu, J., Liu, H., Chen, L., Du, B., ... & Fang, D. (2020). Compressive response of multi-layered thermoplastic composite corrugated sandwich panels: Modelling and experiments.Composites Part B: Engineering, 189, 107899.
  16. Noorabadi, Milad, Jafar Eskandari, and Nateghi, Hossein Ali, buckling analysis of sandwich plates with mesh core under axial load and uniform pressure on the plate, 13th Marine Industry Conference; 1390.
  17. Sun, G., Huo, X., Chen, D., & Li, Q. (2017). Experimental and numerical study on honeycomb sandwich panels under bending and in-panel compression. Materials & Design, 133, 154-168.
  18. Sarkhosh R, Zarei H. Design, Manufacturing and mechanical and electrical properties evaluation of glass fiber reinforced PTFE polymer matrix composites. Modares Mechanical Engineering. 2021; 21 (2) :117-127 (In persion)
  19. Sarkhosh, R., Arabqomi, H., Farrokhabadi, A. Design, manufacturing, and evaluation of mechanical and electrical properties of biodegradable epoxy/hemp composite produced by VARTM method. Journal of Aeronautical Engineering, 2022. (In persion)
  20. Veisi, H., & Farrokhabadi, A. (2021). Investigation of the equivalent material properties and failure stress of the re-entrant composite lattice structures using an analytical model. Composite Structures, 257, 113161.
  21. ASTM C-364–94. (1994). Standard test method for edgewise compressive strength of sandwich constructions. Philadelphia: American Society for Testing and Materials.
  22. ASTM International. (2016). Standard Test Method for Flatwise Compressive Properties of Sandwich Cores. ASTM.
  23. Farrokhabadi, A., Neyestani, S., Akbari, D., & Sarkhosh, R. (2021). Assessment of delamination growth due to matrix cracking in hybrid Glass-Kevlar composite laminates using experimental, numerical and analytical methods.Engineering Fracture Mechanics, 247, 107691.Sayahlatifi, S., Rahimi, G., & Bokaei, A. (2021). Experimental and numerical investigation of sandwich structures with balsa core and hybrid corrugated composite/balsa core under three-point bending using digital image
نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی
دوره 24، شماره 2
مهر 1401
صفحه 27-36

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری: 15 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 16 اسفند 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار