مدل سازي اجزاي محدود اتصال T شكل در پانل هاي ساندويچي در معرض بارگذاري كششي

Finite Element Modeling of T-joint in Sandwich Panels under Pull-off Loads

يكي از نقاط ضعف پانل هاي ساندويچي اتصالات آنها است كه بر روي كاربرد گسترده آنها اثر مي گذارد. اتصال T شكل يكي از متداول ترين اتصالات پانل هاي ساندويچي است. اين مقاله به بررسي عددي اين اتصال در بارگذاري استاتيكي مي پردازد. درستي نتايج به دست آمده از حل عددي با نتايج تست تجربي موجود در مراجع گذشته بررسي شدند. در حالت كلي، نيروي شكست پيش بيني شده از حل عددي با نتايج تست تجربي موجود در مراجع گذشته هم خواني خوبي دارد. براي مدل سازي چسب موجود در اتصال، از المان هاي تماسي و طرح ماده منطقه چسبنده استفاده شده است. هم چنين با استفاده از كد نوشته شده در نرم افزار انسيس قابليت آسيب براي هسته پانل هاي ساندويچي تعريف شده است. در نتيجه هر دو حالت شكست اتصال T شكل (شكست برشي هسته و گسيختگي چسب) بررسي شده است. در مدل سازي پانل هاي ساندويچي، از چهار فوم ديوينيسل اچ صد، اچ صد و شصت، اچ دويست و پنجاه، اچ سي پي هفتاد استفاده شده است تا كارايي اتصال در مواد مختلف بررسي شود. در ادامه براي بررسي اثر هندسه اتصال، با تغيير زاويه فوم مثلثي، نه طرح مختلف هندسي ساخته شد. بررسي ها نشان دادند كه تغيير جنس هسته پانل ساندويچي، علاوه بر تغيير حالت شكست اتصال، باعث افزايش چشمگير نيروي شكست اتصال مي شود.

One of the disadvantages of sandwich panels is their joints, which usually decrease the efficiency of sandwich structures. The T-joint is one the most common joint for sandwich panels. This paper deals with the numerical study of the T-joint under static loading. The results of FEM analysis are validated by the experimental results available in the literatures. In general, the failure load predicted by the FEM is in good agreement as compared with the experimental results. In the modeling of the adhesive between joint components, contact elements and cohesive zone material model are used. In addition, damage and core shear failure of the base panel are modeled by using a written macro code in the ANSYS software. Therefore, both failure modes of sandwich panel joint are investigated. In addition, the effect of the joint geometry and material of the core of sandwich panels on failure modes and failure load are studied. Finally, the results show that changing the material of the core of the sandwich panel increases the joint failure load.