بررسي عددي جذب انرژي در سازه‌هاي ساندويچي كامپوزيتي تحت ضربه كم سرعت

Numerical study of energy absorption in composite sandwich structures under low velocity impact

هدف از اين پژوهش، مدل‌سازي چند نمونه‌ي آزمايشگاهي از ساير مراجع، جهت بررسي قابليت جذب انرژي در سازه‌هاي ساندويچي كامپوزيتي توسط نرم ‌افزار اجزاء محدود آباكوس و اعتبارسنجي نتايج مدل‌سازي، با نتايج آزمايشگاهي مي‌باشد. سازه‌هاي مورد بررسي در اين پژوهش، بلوك‌هاي فومي تقويت‌شده با لايه‌هاي كامپوزيتي حاوي الياف آراميد مي‌باشد. در نمونه‌هاي بررسي شده، خواص مواد استفاده شده در لايه‌هاي كامپوزيتي تقويت كننده و همچنين در هسته‌هاي فومي يكسان بوده اما، در شكل هسته‌هاي فومي و تعداد لايه‌هاي كامپوزيتي تفاوت وجود دارد. در اين پژوهش، مدل‌سازي نمونه‌هاي آزمايشگاهي، روند تخريب نمونه‌ها، نمودار نيرو-تغييرمكان و انرژي-تغييرمكان حاصل از بارگذاري ضربه‌اي، مورد بررسي قرار گرفته است. درنتيجه‌ي اين پژوهش براي هر نمونه، مشخصه‌هاي تخريب ازجمله؛ ميزان جذب انرژي، بار بيشينه، تغييرشكل كلي نمونه، نيروي مؤثر، طول تخريب نشده و ميانگين بار بررسي شده است كه نتايج مشخصه‌هاي حاصل از تحليل عددي با نتايج روش آزمايشگاهي اعتبار سنجي شده و داراي تطابق خوبي مي‌باشد.

The aims of this research are simulating and modeling laboratory samples from other references to investigate the absorption ability of sandwich composite structures by the finite element method and validating the modeling results with laboratory ones. Structures investigated in this study are foam blocks reinforced by braided composite structures containing aramid fibers. In all samples examined, the properties of woven fabric as well as the core are the same, but there is the difference in the form of core and the number of woven composite fabric layers. In modeling laboratory samples, the destruction process of samples, force-displacement and energy-displacement curve under load impact, have been studied. As a result of this study, for each sample, including the features of degradation; energy absorption, maximum load, deformation structure, effective force, length of the sample that is almost undamaged after the test and average load experimented have been investigated and the results have been validated with the laboratory results.