تحلیل تجربی و عددی تأثیر چگالی هسته بر روی قابلیت جذب انرژی پانل‌های ساندویچی با رویه صفحات آلومینیومی و هسته فوم پلی‌یورتان

Abstract

پانل‌های ساندویچی معمولاً به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، صنایع دریایی و صنایع خودروسازی دارند. در این مقاله، با تهیه فوم‌های پلی‌یورتان با چگالی‌های مختلف و ساخت پانل‌های ساندویچی از ورق‌های آلومینیومی و هسته فوم پلی‌یورتان، با استفاده از دستگاه شاک تیوب انفجاری، تعدادی آزمایش‌های انفجاری تعریف شده و اثر چگالی فوم در مقدار تغییر شکل عرضی سطح پشتی ساختار ساندویچی و میزان جذب انرژی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش فشار انجام شده بر روی فوم‌های مختلف، شبیه‌سازی سازه ساندویچی تحت بار انفجاری به کمک نرم‌افزار اتوداین انجام شده است. بین نتایج تجربی و عددی تطابق خوبی وجود دارد. آزمایش‌های تجربی و مطالعات پارامتریک انجام شده، نشان می‌دهند که با افزایش چگالی فوم مقدار تغییر شکل عرضی سطح پشتی پانل ساندویچی کمتر می‌شود، ولیکن میزان جذب انرژی پانل نیز کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش چگالی فوم علاوه بر این که تغییر شکل رویه پشتی پانل کاهش می‌یابد، پروفیل آن نیز یکنواخت‌تر می‌گردد. از طرفی نتایج نشان می‌دهند با افزایش مقدار ماده منفجره تأثیر افزایش چگالی هسته بر روی مقدار تغییر شکل عرضی رویه پشتی بیش‌تر می‌شود. در مجموع اگر پانل ساندویچی به عنوان سازه اصلی باشد، بهتر است که از فوم با چگالی بالا استفاده گردد، ولی در صورتی که نیاز است پانل به عنوان سازه فناشونده بر روی یک سازه دیگر نصب شود، باید از فوم با چگالی پایین‌تر استفاده گردد تا فشار منتقل شده به پشت پانل کاهش یابد.