مدلسازی تجربی-عددی کمانش محوری در سازه های استوانه ای با هسته هایپرالاستیک از طریق تحلیل همبستگی ارتعاشی

با توجه به کارایی ویژه ی سازه های ساندویچی در طراحی سازه های سبک و مقاوم، کاربرد آن ها در حوزه های مختلف مهندسی نوین رو به افزایش است. این دسته از سازه ها به ویژه در برابر پدیده ی کمانش، ارتعاشات ناخواسته و همچنین جذب انرژی رفتار مناسبی از خود نشان می دهند. در این پژوهش، دو نمونه استوانه ای ساندویچی ساخته شد که شامل هسته ای از جنس پلی یورتان ترموپلاستیک (TPU) با رفتار هایپرالاستیک و لایه های رویه ی کامپوزیتی بودند. هدف اصلی آزمایش ها، ارزیابی دقت پیش بینی بار بحرانی کمانش به کمک روش همبستگی ارتعاشی (VCT) بود. یکی از نمونه ها تحت بارگذاری مخرب و دیگری تحت بارگذاری غیرمخرب قرار گرفت. روش VCT به عنوان روشی غیرمخرب و کم هزینه، از طریق پایش تغییرات فرکانس طبیعی سازه در حین اعمال فشار محوری تا نزدیکی نقطه ی ناپایداری، امکان تخمین بار بحرانی را فراهم می آورد. آزمایش های مودال به روش ضربه ای اجرا شد و اثر عواملی همچون ضخامت هسته و زاویه ی قرارگیری الیاف تقویتی بر پاسخ سازه بررسی گردید. افزون بر نتایج آزمایشگاهی، مدل سازی عددی سه بعدی با نرم افزار ABAQUS برای تحلیل دقیق رفتار نمونه ها انجام شد. مقایسه نتایج دو بخش تحقیق نشان داد که مقدار بار کمانش محاسبه شده اختلاف ناچیزی (حدود ۳/۶ درصد) با داده های آزمایشگاهی دارد. یافته ها بیانگر آن است که روش VCT می تواند ابزاری مطمئن برای برآورد بار کمانشی در سازه های ساندویچی با هسته های هایپرالاستیک مدرن باشد.

کلیدواژه ها:

هسته هایپرالاستیک ، بار کمانشی ، روش VCT ، تحلیل عددی ، پوسته ساندویچی