برخورد سرعت بالا روي پانل هاي ساندويچي با هسته فومي مدرج و رويه آلومينيومي: بررسي عددي و تجربي

High Velocity Impact on Sandwich Panels with Graded Foam-cored and Aluminum Face-sheet: Numerical and Experimental Assessment

در اين تحقيق، رفتار هدف هاي ساندويچي با رويه آلومينيومي و هسته فوم پلي يورتان مدرج با چگالي هاي مختلف بررسي شده است. تاثير تغييرات درجه بندي شده چگالي فوم هسته و اثر ترتيب و توالي لايه هاي فومي با چگالي هاي مختلف، در جذب انرژي و حد بالستيك سازه هاي ساندويچي كه در سرعت بالا (160 تا 300متر بر ثانيه) تحت ضربه پرتابه هاي استوانه اي سر نيم كروي قرار مي گيرند، به روش تجربي و عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. به طور كلي پنج نوع پانل متفاوت از نظر چيدمان لايه ها در ابعاد 100×100ميلي متر مربع و با تعداد شش عدد از هر نوع تهيه شد. در مجموع تعداد نمونه هاي تهيه شده برابر 30 نمونه شد. شبيه سازي هاي عددي با استفاده از نرم افزار ال اس داينا انجام شده است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه اولا تطابق خوبي بين نتايج تجربي و شبيه سازي برقرار است و ثانيا نتايج تجربي و شبيه سازي نشان داد كه حد بالستيك و جذب انرژي سازه هاي ساندويچي با جرم يكسان با هسته فومي مدرج در حالتي كه لايه فومي با چگالي كمتر در سمت ضربه قرار گيرد، براي پانل هاي سه لايه اي به ترتيب 5/5 و 11/5% بيشتر از هسته فومي تك لايه با چگالي ميانگين است.

In this research, the ballistic strength of sandwich structures with aluminum face-sheet and polyurethane foam cores of various densities have been investigated. The effect of graded changes in the density of foam core and arrangement of foamed layers with different densities on the absorption of energy and the ballistic limit of sandwich structures at high velocity (160- 300 m/s) under the impact of semi-spherical nosed cylindrical projectiles were investigated. Generally, five different types of panels were designed in dimensions of 100×100 mm2, 6 in each. In total, the prepared samples were 30. Numerical simulations were performed, using Lsdyna software. The results of this study showed that, firstly, there is good agreement between the experimental and simulation results and, secondly, the experimental and simulation results showed that the ballistic limit and energy absorption of sandwich structures of the same mass with the graded foam core in the case a less density foam layer is on the side of the impact for the three-layer panels is, respectively, 5.5% and 11.5% higher than the panel with single-layer foam core and average density.