ارزیابی تجربی شاخص های له شوندگی لوله های جدارنازک هیبریدی با هسته آگزتیک لانه زنبوری درون رو پلیمری

طراحی ساختارهای جاذب انرژی با هدف حفاظت از افراد و تجهیزات در معرض ضربه، از اولویت های صنایع گوناگون است. چالش هایی نظیر نیروی فروپاشی بالا، جذب انرژی کم و ناپایداری در برابر کمانش کلی، همواره مانعی در مسیر بهینه سازی لوله های جدارنازک بوده است. در این پژوهش، رفتار مکانیکی لوله های تقویت شده با هسته های آگزتیک لانه زنبوری درون رو (در دو استراتژی دورانی و تیغه ای) مورد مطالعه قرار گرفت. فرض بر این است که طراحی سه بعدی منطبق بر انحنای لوله، منجر به توزیع هماهنگ تنش و ارتقای ظرفیت جذب انرژی می گردد. بدین منظور، پس از بررسی چندین ماده، نمونه هایی از جنس فیلامنت نایلون ترکیب شده با الیاف کربن و رزین شبه نایلون به روش های ساخت افزودنی مدل سازی لایه نشانی ذوبی (FDM) و استریولیتوگرافی ماسک شده (MSLA) تولید شدند و تحت بارگذاری فشاری شبه -استاتیک محوری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که به کارگیری ساختار هیبریدی منجر به کاهش نیروی فروپاشی تا ۲۱ درصد و افزایش نیروی میانگین تا ۷/۵ برابر نسبت به لوله توخالی می شود. اگرچه پر کردن لوله باعث افزایش انرژی جذب شده تا ۸/۴ برابر و انرژی جذب شده ویژه تا ۵/۱ برابر (به ویژه در نمونه های دورانی فیلامنتی) گردید، اما در برخی مدل ها به دلیل غلبه نرخ افزایش وزن بر نرخ بهبود جذب انرژی، شاخص انرژی جذب شده ویژه کاهش یافت. در این میان، نمونه دورانی رزینی با تجربه فروپاشی تدریجی، به بازدهی ۲/۷۶ درصدی در شاخص بهره نیروی له کننده دست یافت. صحت یافته های تحقیق از طریق تکرار آزمون های تجربی و بررسی مکانیزم های فروپاشی اعتبارسنجی شده است.

کلیدواژه ها:

ساخت افزودنی ، جاذب انرژی ، ساختار مشبک آگزتیک ، FDM ، MSLA