چقرمگي شكست سازه‌هاي ساندويچي با رويه كامپوزيت در مود اوّل

كارشناسي ارشد

پنل ساندويچي تركيبي از يك هسته نرم و پوسته‌هايي مستحكم است كه به دو طرف هسته متصل‌اند. در بسياري از موارد اتصال بين پوسته و هسته به‌عنوان نقطه بحراني آسيب‌رسان به يكپارچگي سازه ساندويچي محسوب مي‌شود. اين پديده طي ساليان اخير موردتوجه محققان بسياري بوده و به جنبه‌هاي مختلف آن پرداخته شده است. در اين تحقيق چقرمگي جدايش پوسته از هسته در تيرهاي ساندويچي با هسته شياردار به‌صورت تجربي اندازه‌گيري شده است. پنل‌هاي ساندويچي مورد آزمايش از پوسته‌هايي با جنس كولار 49/پلي‌استر بوده كه به يك هسته از جنس فوم پلي‌اورتان چسبانده شده‌اند. مقادير نرخ رهايي انرژي كرنشي به‌دست‌آمده در شروع رشد ترك براي نمونه‌هاي مورد آزمايش در محدوده 340 (J⁄m^2 ) بوده و با رشد ترك تا محدوده 500 (J⁄m^2 ) نيز افزايش مي‌يابد. نتايج نشان مي‌دهد كه با قرار گرفتن شيار درون هسته ساندويچ پنل، ترك اتصالي در هنگام رشد با برخورد به هر شيار متوقف شده و براي شروع مجدد رشد خود به نيروي بالاتري نياز دارد. همين پديده باعث افزايش مقاومت اين نوع از سازه در مقابل رشد ترك در ناحيه پوسته/هسته مي‌گردد. در بخش مدل‌سازي عددي اين تحقيق از مدلي برمبناي تئوري ناحيه چسبناك براي شبيه‌سازي رشد ترك در نمونه‌هاي مورد آزمايش استفاده شده است. مقايسه منحني‌هاي بار-جابجايي به‌دست‌آمده از تحليل نشان مي‌دهد مدل ارائه‌شده توانايي مناسبي در پيش‌بيني رفتار سازه در شرايط بارگذاري مشابه را داراست. در مرحله بعد تأثير دو پارامتر تعداد و عرض شيارهاي هسته بر مقاومت ترك در برابر رشد به كمك شبيه‌سازي عددي موردبررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه با افزايش تعداد شيارها مقاومت نمونه در برابر رشد ترك اتصالي بيش‌تر شده اما تغيير عرض شيارها تأثير قابل‌توجهي بر افزايش مقاومت سازه در برابر رشد ترك ندارد.

195211

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر فتح اله طاهري بهروز