تحلیل تجربی خواص جذب انرژی ساختار لانه زنبوری پرشده با فوم الهام گرفته از گل آفتابگردان ترکیب شده با ساختار ری اینترنت تحت بارگذاری شبه استاتیکی خارج از صفحه

در این پژوهش، رفتار مکانیکی ساختارهای مشبک زیست الهام گرفته تحت بارگذاری فشاری شبه استاتیک بررسی شدند. هندسه های مورد مطالعه شامل ساختار لانه زنبوری، ساختار الهام گرفته از گل آفتابگردان و یک ساختار هیبریدی حاصل از تلفیق آرایش مارپیچی گل آفتابگردان با هندسه ری اینترنت بود. باوجود پژوهش های پیشین در زمینه ساختارهای آگزتیک، زیست الهام و پرشده با فوم، تاثیر همزمان آرایش شعاعی گل آفتابگردان، هندسه ری اینترانت و فوم بر جذب انرژی بررسی نشده است. برای پر کردن این خلا، نوآوری این پژوهش طراحی و آزمایش تجربی یک ساختار آگزتیک زیست الهام پرشده با فوم پلی اورتان است که در آن گرادیان شعاعی سلول ها، هندسه با ضریب پواسون منفی و تقویت فومی برای بهبود جذب انرژی تلفیق شده است. نمونه ها با استفاده از پرینتر سه بعدی و ماده پلی لاکتیک اسید ساخته شدند و در دو حالت تو خالی و پرشده با فوم مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد هندسه سلولی نقش مهمی در مکانیزم کمانش، پایداری تغییر شکل و ظرفیت جذب انرژی دارد؛ به طوری که ساختار ترکیبی گل آفتابگردان-ری اینترنت به دلیل رفتار آگزتیک و آرایش شعاعی-مارپیچی، توزیع تنش یکنواخت تر و کمانش تدریجی تری نسبت به لانه زنبوری متداول ایجاد کرد. همچنین افزودن فوم پلی اورتان موجب افزایش سفتی اولیه، تاخیر در شروع کمانش و بهبود فروریزش تدریجی شد. نتایج تجربی نشان داد ساختار پیشنهادی نسبت به لانه زنبوری سنتی، افزایش ۱۱۲ درصدی جذب انرژی، ۶ درصدی جذب انرژی ویژه و ۳ درصدی بازده نیروی لهیدگی را فراهم می کند. این ساختار می تواند گزینه ای مناسب برای جاذب های انرژی در صنایع هوافضا، خودرو و پنل های ساندویچی باشد.

کلیدواژه ها:

ساختار لانه زنبوری ، جاذب انرژی ، پرینتر سه بعدی ، گل آفتابگردان ، ساختار ری اینترنت ، بارگذاری شبه استاتیکی