مطالعه تجربی تاثیر ساختار هسته بر عملکرد خمشی تیر های ساندویچی پلیمری

پنل های ساندویچی کامپوزیتی به دلیل خواص خاص مکانیکی از جمله نسبت بالای استحکام به وزن، پتانسیل بالایی برای استفاده در سازه های سبک هوافضایی دارند. در این پژوهش، تاثیر تغییر ساختار و ضخامت هسته بر عملکرد سازه ای این پنل ها مورد بررسی قرار گرفته است. پنل ساندویچی شامل هسته ای از جنس پلی آمید با ساختار لانه زنبوری، آگزتیک ری-اینترنت و آگزتیک سینوسی و رویه ای کامپوزیتی با الیاف شیشه و رزین پلی آمید می باشد. آزمون خمش سه نقطه ای انجام شده و تاثیر ضخامت هسته بر استحکام خمشی، تحمل بار و میزان جابجایی تا قبل از شکست بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهد که افزایش ضخامت هسته تاثیر مستقیمی بر افزایش ظرفیت تحمل بار و تقویت استحکام خمشی سازه دارد. در بین ساختارهای مورد بررسی، تیر دارای هسته آگزتیک سینوسی بالاترین ظرفیت تحمل بار را نشان داده است. به علاوه با افزایش ضخامت این نوع هسته ها از ۵/۱ به ۵/۲ میلی متر، حداکثر نیروی تحمل شده تا ۳۶% افزایش یافته است. در مقابل، ساختار لانه زنبوری بیشترین میزان جابجایی الاستیک را ارائه داده که نشان دهنده نرمی بالاتر این ساختار است. همچنین، افزایش ضخامت در ساختار آگزتیک ری-اینترنت، بیشترین تاثیر را در بهبود استحکام خمشی نشان داده، اما میزان افزایش تحمل بار در این ساختار نسبت به دو ساختار دیگر کمتر بوده است. مقایسه شاخص های بار به جرم و انرژی جذب شده نشان داد که هندسه هسته و ضخامت دیواره سلول هر دو اثر قابل توجهی بر عملکرد مکانیکی سازه های ساندویچی دارند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان دهنده گسیختگی ترد در هسته ها بود.

کلیدواژه ها:

سازه ساندویچی ، کامپوزیت ، قابل بازیافت ، الیاف شیشه ، ساختار آگزتیک