مطالعه عددی و تجربی جدایش رویه از هسته در سازه های ساندویچی کامپوزیتی با هسته موج دار ترکیبی تحت بار خمشی

سازه های ساندویچی سازه هایی هستند که از دو رویه با خواص مکانیکی بالا و هسته ای ضخیم ولی ضعیف و سبک تشکیل شده اند. به دلیل استحکام و سفتی ویژه بالا، به طور وسیعی در سازه های مهندسی از قبیل سازه های هوافضایی، بدنه کشتی ها، پره های توربین و... از این سازه ها استفاده می شود. یکی از اصلی ترین مکانیزم های خرابی این سازه ها جدایش بین رویه و هسته می باشد. در این تحقیق جدایش بین رویه و هسته تحت بارگذاری خمشی استاتیکی در سازه های ساندویچی با رویه های کامپوزیتی و هسته ی ترکیبی ازجنس فوم پی وی سی و یک چندلایه ی کامپوزیتی موج دار با هندسه ی مربعی به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در هریک از نمونه ها یک ترک اولیه ایجاد شده تا جدایش بین رویه و هسته اتفاق بیفتد و نتایج با نمونه مرجع که هسته آن ساده و فقط از فوم تشکیل شده مقایسه شده است. تاثیر ضخامت رویه ها بر مقاومت جدایش نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از آزمون خمش سه نقطه ای مطابق با استاندارد ASTM به همراه فیکسچرENS برای آزمون تجربی نمونه ها استفاده شده است. نتایج نشان دادند که در نمونه های مربعی با رویه ی سه و شش لایه رویه ی بالایی قبل از جدا شدن از هسته شکست شده و بیشترین بار قابل تحمل برای نمونه ی مربعی با رویه ی هشت لایه تا قبل ازجدایش۲۶۹.۲۶ نسبت به نمونه ی مرجع افزایش داشته است. تحلیل عددی جدایش در نرم افزار المان محدود و با استفاده از مدل ناحیه چسبنده انجام شده است. نتایج تطابق نسبی خوبی را بین داده های عددی و تجربی نشان دادند.

کلیدواژه ها:

Sandwich structures ، Bending loading ، Cohesive zone model ، سازه های ساندویچی ، بار خمشی ، ناحیه چسبنده