بررسي تجربي جذب انرژي در تير هاي ساندويچي با هسته ي مشبك پر شده از فوم، تحت بارگذاري خمشي شبه استاتيك

Experimental investigation of energy absorption in foam filled sandwich beams with expanded metal sheet as core under quasi-static bending

در اين پژوهش تاثير روش پركردن هسته هاي مشبك تير هاي ساندويچي، با فوم هاي پلي يورتان از نوع سخت با وزن سبك، مورد مطالعه قرار گرفته است. ارتباط بين نيرو و جابه جايي در مركز تير با استفاده از نتايج آزمايشگاهي بدست آمده است. سه نوع هسته مشبك از جنس فولاد به صورت خالي و پر شده از فوم، تحت بارگذاري شبه استاتيكي به صورت عرضي، مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. در ادامه با مطالعه بر روي جهت گيري صفحات مشبك در هسته، به بررسي پارامترهاي ضربه پذيري، از جمله جذب انرژي ويژه، بعنوان اهداف آزمايش پرداخته شده است. اين نوع سيستم جاذب انرژي، مي تواند در صنايع هوايي، كشتي سازي، خودروسازي، صنايع ريلي و آسانسورها جهت جذب انرژي ضربه مورد استفاده قرار گيرد. نتايج تحليل آزمايشگاهي خمشي نشان داد، كه به كارگيري فوم در هسته، مي تواند ظرفيت جذب انرژي را به صورت قابل ملاحضه اي افزايش دهد. نتايج آزمايش هاي خمشي نشان داد كه ظرفيت جذب انرژي ويژه در تير ساندويچي تقويت شده با فوم در مقايسه با نمونه مشابه توخالي، 74٪ افزايش يافته است. همچنين، جهت گيري مناسب هسته مشبك در تير ساندويچي موجب افزايش جذب انرژي ويژه تا 66.5٪ مي شود. در انتها پارامترهاي هندسي مناسب، و بهترين نمونه ها از لحاظ معيارهاي در نظر گرفته شده با توجه به اهداف طراحي، معرفي مي شوند.

In this research, influence of foam filling technique in sandwich beams with expanded metal sheet as core by using lightweight rigid polyurethane foam is investigation. Relationships between the force and displacement at the midspan of the sandwich beams were obtained from the experiments. Three types of Steel lattice cores both bare and foam-filled were subjected to quasi-static. The performance of sandwich structures with expanded metal sheets as core were studied under transverse bending. In the following, by studying the orientation of the core layers to evaluation the impact parameters, including Specific Energy Absorption (SEA) as discussed testing purposes. The energy absorbing system can be used in the aerospace industry, shipbuilding, automotive, railway industry and elevators to absorb impact energy. Experimental results showed that foam filling technique can significantly increase specific absorbed energy. Results of three point bending crushing tests showed that the SEA of foam-filled sandwich beam increased by 74 %, comparing to the hollow beam. Also, appropriate orientation of core in the sandwich beam caused to increase the specific energy absorption by 66.5 %. Finally, appropriate geometric parameters and the best examples of criteria considered with respect to the objectives, are introduced.