مطالعه اثرات الگوهای مختلف گرادیانی بر جذب انرژی پنل های ساندویچی با هسته ی متخلخل TPMS

پژوهش حاضر تاثیر الگوهای مختلف گرادیانی کردن ساختارهای TPMS بر جذب انرژی ضربه در پنل های ساندویچی را تحت بارهای فشاری بررسی کرده است. ساختارهای TPMS با استفاده از نرم افزار NTopology با هشت الگوی مختلف یکنواخت و گرادیانی طراحی شده اند و در چهار دسته شامل ساختارهای یکنواخت، گرادیانی طولی، گرادیانی شعاعی و گرادیانی کروی دسته بندی گردیده اند. شبیه سازی های عددی برای تحلیل رفتار مکانیکی این ساختارها و میزان جذب انرژی آن ها تحت بارگذاری فشار با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان داده اند که ساختارهای گرادیانی طولی قادرند کرنش چگالش را افزایش داده و در نتیجه ی آن جذب انرژی پیش از ورود به ناحیه ی چگالش را تا حدود ۲۰.۳۳ درصد نسبت به ساختارهای یکنواخت افزایش دهند. همچنین افزایش شدت گرادیانی کردن ساختارهای طولی، باعث افزایش تاثیر این الگو بر میزان کرنش چگالش و جذب انرژی ساختار شده است. این در حالی است که ساختارهای گرادیانی شعاعی و کروی تنها افزایش جزئی در جذب انرژی در عین کاهش کرنش چگالش از خود نشان داده اند. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی نیز، دو ساختار یکنواخت و گرادیانی طولی با استفاده از روش های ساخت افزودنی رزینی تولید شده و تحت آزمایش فشار تجربی قرار گرفته اند. مقایسه نتایج شبیه سازی و تجربی نشان داده است که شبیه سازی ها دارای دقت بالایی هستند. در نهایت، نتایج پژوهش نشان داده اند که ساختارهای گرادیانی طولی عملکرد بهتری در جذب انرژی ضربه دارند و به طور کلی گزینه مناسبی برای کاربردهای مقاومتی به شمار می روند.

کلیدواژه ها:

فرامواد ، ساختار TPMS ، گرادیانی