حسن صیادی - استاددانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
محمدعرفان خدابخشی - دانشجوی کارشناسی ارشددانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

در سالهای اخیر، استفاده از ساندویچ پانل در طراحی های مهندسی بسیار رایج شده است . محور اصلی و ویژگی برجسته این سازه ها که آن ها را متمایز و برجسته ساخته است وزن پایین آنها در عین حفظ استحکام و مقاومت بالای آن هاست . خواص مکانیکی این سازه ها از جمله تنش تسلیم ، رفتار خستگی و عمر خستگی ، حالت های شکست ، فرکانس های طبیعی و پدیدههای تشدید و غیره تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله عوامل هندسی و شرایط بارگذاری قرار دارند. در این مقاله تاثیر عوامل هندسی و فرکانس بارگذاری بر عمر خستگی ساندویچ پانل های لانه زنبوری با استفاده از روش های عددی و تجربی بررسی شده است . در ابتدای این پژوهش ، روابط ریاضی حاکم بر تیرهای ساندویچی برای حالت های شکست مختلف محاسبه شده است . این تحقیق شامل دو بخش آنالیز عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود و آزمون های تجربی است که در آن، نمونه ها تحت بار خمشی سه نقطه ای قرار می گیرند. نمونه ها از ورق لانه زنبوری نومکس (nomex) به عنوان هسته و فایبرگلاس به عنوان ورق های روکش تشکیل شده است . اجزای تیر به کمک چسب رزین اپوکسی ۱۱۰۶ به روش لایه گذاری دستی بر اساس اندازه های استاندارد طبق استاندارد ASTM C۳۹۳ / C۳۹۳M-۱۱ تهیه گردیدند. در آزمایش تجربی ابتدا به کمک تست خمش ساده بار تسلیم نمونه ها به دست آمده و سپس نمونه ها تحت ۵۵ درصد بار تسلیم با فرکانس های مشخص تحت آزمایش خستگی و بارگذاری سینوسی قرار داده شدند. برای شبیه سازی و تحلیل عددی نمونه ها از نرم افزار Abaqus استفاده گردید و در انتها پاسخ های به دست آمده به هر دو روش عددی و آزمایشگاهی با هم تطبیق داده شدند. نتایج نشان داد که کاهش عرض تیر، اثر قابل توجهی بر عمر نهایی نمونه ها و کاهش طول عمر نمونه ها به صورت خطی دارد و با افزایش فرکانس بارگذاری ، نمونه ها خیلی زودتر تحت شرایط بارگذاری مشابه شکست خوردند. حالت شکست تمامی نمونه ها به صورت تسلیم صفحه پوسته فوقانی و چین خوردگی آن بود.

ساندویچ پانل - خستگی - المان محدود - آزمایش تجربی - خمش سه نقطه ای