مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی رفتار صفحه ای لانه زنبوری پرشده با فوم تحت شرایط شبه استاتیکی و دینامیکی با استفاده از روش عددی

نویسندگان
1 هیئت علمی / دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این پژوهش تأثیر بکارگیری تکنیک پرکردن هسته لانه زنبوری با فوم پلی اورتان سبک وزن بر رفتار صفحه ای هسته لانه زنبوری مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار مکانیکی پلاستیک هسته های لانه زنبوری با استفاده از روش عددی مورد مطالعه قرار گرفت. چهار نوع لانه زنبوری آلومینیومی AL 5052 به صورت خالی و پرشده با فوم تحت بارگذاری فشاری تک جهتی در شرایط شبه استاتیکی و دینامیکی قرار گرفتند. انتخاب هسته های لانه زنبوری به گونه ای لحاظ شد که بتوان تاثیر چگالی نسبی سلول های لانه زنبوری را بر خواصی همچون استحکام فروریزی و ظرفیت جذب انرژی مورد بررسی قرار داد. نتایج تحلیل های اجزاء محدود نشان دادکه بکارگیری فوم در هسته لانه زنبوری می تواند استحکام فروریزی را تا 24 برابر و همچنین ظرفیت جذب انرژی را تا 11 برابر افزایش دهد. در حالی که افزایش چگالی هسته لانه زنبوری موجب کاهش تاثیر فوم بر خواص ذکر شده می گردد. نتایج به دست آمده نشان داد که در شرایط شبه استاتیکی فوم پلی اورتان به خوبی خواص هسته را بهبود می بخشد، در حالی که با افزایش سرعت برخورد و در شرایط دینامیکی تاثیر فوم پلی اورتان بر استحکام فروریزی و ظرفیت جذب انرژی کاهش چشمگیری خواهد داشت. به نحوی که در برخورد با سرعت m/s 100 میزان ظرفیت جذب انرژی در موارد خالی و پرشده با فوم تقریبا یکسان می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation on in-plane behavior of bare and foam-filled honeycombs in quasi-static and dynamic states by using numerical method

نویسندگان English

Habibollah Molatefi 1
Hozhabr Mozafari 2
چکیده English

In this research, influence of foam filling technique in honeycomb cores by using lightweight rigid polyurethane foam is investigated. Plastic mechanical behaviors of honeycomb cores are studied by mean of numerical method. Four types of Aluminum honeycombs (Al 5052 alloy) both bare and foam-filled were subjected to unidirectional compression. Analyses were carried out for different impact velocities to survey quasi-static and dynamic crushing response of the honeycomb cores. Crushing strengths and specific absorbed energy were obtained for honeycomb cores which have different relative densities. FEM results showed that foam filling technique can increase crushing strength of honeycomb core up to 24 times, and its specific absorbed energy up to 11 times. However, it was found that in heavier honeycombs the effect of foam filling technique decreases significantly. Furthermore, it was found that in quasi-static situation, foam filling technique can enhance desired core mechanical properties’. Meanwhile, in dynamic states of impact it was illustrated that polyurethane foam have not significant role in improving crushing strength and specific absorbed energy of honeycomb cores. For instance, in crushing with impact velocity of 100 m/s, amount of specific absorbed energy for bare and foam-filled cores were approximately equal.

کلیدواژه‌ها English

In plane behavior
honeycomb
FEA
Crushing strength
specific absorbed energy
unidirectional compression