بررسي تجربي و عددي ورق يك و دو لايه آلومينيوم 3105 با اتصالات مكانيكي تحت ضربه سقوط آزاد

Experimental and Numerical Analysis of Single and Double layered Aluminum Sheet 3105 With Mechanical Joints under dro‎p Weight Impact

ورق ‌ها در شاخه‌ هاي متنوعي از صنايع تكنولوژي مدرن از قبيل صنايع خودرو سازي، صنايع دريايي، علوم هوا فضا، صنايع اپتيك، صنايع هسته‌ اي و مهندسي سازه مورد استفادۀ زيادي مي ‌باشند. يكي از مهمترين مشكلاتي كه در طراحي وجود دارد ضعف آنها در برابر ضربه مي ‌باشد. ضربات مختلفي توسط اجسام خارجي، در حين ساخت، كاركرد و يا نگهداري سازه به آن وارد مي‌ شود، به همين جهت مقاوم‌ سازي و افزايش استحكام ورق‌ ها در برابر ضربه، بخش وسيعي از مطالعات پژوهشگران را تشكيل داده است. اين مطالعه براي سه سطح انرژي ضربه (سه ارتفاع سقوط آزاد) انجام گرفته است. ورق ­هاي مورد استفاده از جنس AL3105 و با ابعاد 220*230 ميلي‌ متر و با ضخامت 1 و 2 ميلي ‌متر روي هم قرار گرفته و توسط پيچ و مهره به ‌هم متصل مي ‌شوند. ورق‌ ها به ‌صورت كاملاً آزاد بر روي فيكسچر قرار مي‌ گيرند. جنس پيچ ‌ها از نوع پيچ با استاندارد din933 مي ­باشد. در روش تجربي شتاب ضربه ‌زننده توسط سنسور شتاب­ سنج اندازه­ گيري شده و تغيير شكل ماندگار ورق پس از اتمام ضربه اندازه ­گيري مي ­شود. پارامترهاي مورد ارزيابي شامل مقدار شتاب ضربه بر روي ورق، ميزان تغيير شكل ماندگار و مقدار جذب انرژي براي ورق ­ها مي ‌باشد. براي مدل­ سازي عددي از نرم ­افزار المان محدود آباكوس استفاده شده است. مقايسۀ نتايج حاصل از روش تجربي و عددي نشان مي­دهد كه اين دو روش تحقيق داراي نتايج نزديك به‌ هم مي­ باشند. همچنين نتايج نشان مي­دهد كه جذب انرژي در ورق‌ هاي يك ‌لايه بيشتر از ورق ‌هاي دو لايه است، همچنين شتاب در ورق ‌هاي دو لايه بيشتر از ورق ‌هاي يك ‌لايه مي ‌باشد.

Sheets are widely used in various branches of modern technology industries such as automotive, marine, aerospace, optics, nuclear industries and structural engineering. One of the most important problems in design is their weakness against impact. Various impacts are applied by external objects during construction, operation or maintenance of the structure. For this reason, the reinforcement and increased strength of the sheets against the impact is the subject of many studies of researchers. This study was conducted for three levels of impact energy (using dro‎p weight). The sheets are of AL3105, with dimensions of 220 * 230 mm and 1 millimeter thick, 2 millimeters thick, and are connected by bolts. The sheets are completely free on the fixture The screws are made of a bolt with Standard din933. In the experimental method, the picker acceleration has been measured by the accelerometer sensor and the permanent deformation of the sheet is measured at the end of the impact. The parameters to be evaluated include the impact acceleration on the sheet, the permanent deformation and the energy absorption of the sheets. Abaqus finite element software has been used for numerical modeling. Comparing the results of experimental and numerical methods shows that these two research methods have a good agreement. The results also show that the absorption of energy in single-layer sheets is greater than double-layered sheets. Also the acceleration in double-layered sheets are more than single-layer sheets.