بررسی عددی و تجربی پاسخ پروفیل مربعی پر شده با فوم آلومینیومی در برابر ضربه جانبی و محوری

فوم های فلزی به دلیل ظرفیت بالا در جذب انرژی و در عین حال چگالی پایین، کاربردهای زیادی در ساخت سازه های مختلف مانند انواع سپرهای محافظ و سازه های محافظ جهت جلوگیری از بار ناشی از انفجار و جذب بارها به ویژه بار های ضربه ای دارند. هدف از این پژوهش، بررسی نحوه پاسخ پروفیل در حالت تک جداره و دو جداره تحت بار ضربه ی جانبی و محوری با هدف ارزیابی مقدار تاثیر استفاده از فوم آلومینیومی بر استهلاک انرژی وارده ناشی از ضربه است. ابتدا پروفیل های مربعی تک جداره و دو جداره در محیط نرم افزار تحلیلی آباکوس شبیه سازی و تاثیر پارامترهایی مانند چگالی فوم آلومینیوم، استفاده از یک جداره یا دوجداره، تاثیر برهم کنش بین فوم و دیواره بر رفتار عمومی سازه مورد بررسی قرار گرفت. پس از ساخت نمونه ها، آزمون‎ های اعمال ضربه جانبی و محوری با استفاده از سقوط وزنه انجام گرفت و جهت صحت سنجی با نتایج شبیه سازی ضربه جانبی و محوری مقایسه شدند. نتایج نشان داد که فوم آلومینیومی عملکرد مناسبی بر مقدار لهیدگی و جذب انرژی سازه تحت بار ضربه محوری دارد اما در حالت ضربه جانبی، به دلیل خاصیت شکنندگی(تردی) زیاد، استفاده از فوم تهیه شده در سازه تحت ضربه مناسب نبود. پر شدن پروفیل آلومینیومی به صورت کامل با فوم آلومینیومی سبب کاهش ۱۸ درصدی مقدار تغییر طول پروفیل تحت ضربه محوری شد. در نمونه های محوری پروفیل خالی تحت ضربه مقدار ۱۶ میلی متر تغییر طول داشت که ماکزیمم نیروی لهیدگی آن ۳۰ کیلو نیوتون اندازه گیری شد. اما برای مقاوم ترین پروفیل که پروفیل دوجداره با جدار داخلی ۲۰*۲۰ میلی متر است.

کلیدواژه ها:

فوم فلزی ، پروفیل مربعی پرشده ، ضربه جانبی ، ضربه محوری ، استهلاک و جذب انرژی