بررسي تغييرشكل پنل ساندويچي با هسته فوم آلومينيومي تحت آزمون سقوط پرتابه

An Investigation on Deformation of Sandwich Panel with Aluminum Foam Core under Drop Test

همـواره ايجاد ساختارهايي با قابليـت جـذب انرژي از موارد حايز اهميت در صنـعت امروز به شمـار رفته است و در اين ميان استفاده از پنل هاي ساندويچي با هسته فوم آلومينيوم به عنوان ساختاري سبك، دسته مهمي از توليدات اين حوزه را تشكيل مي دهد. در اين پژوهش با استفاده از روش فوم سازي مستقيم مذاب و به كارگيري مقادير مختلف از عامل فوم ساز كربنات كلسيم و عامل پايداركننده كاربيد سيليسيوم، محصولات فوم آلومينيومي توليد گرديد. با توجه به پارامترهاي توليد، دانسيته فوم هاي توليدي بين 38/0 تا 63/0 گرم بر سانتيمتر مكعب اندازه گيري شد. در ادامه، بررسي هاي ريزساختاري و خواص فشاري محصولات نيز انجام گرفت. مطالعات ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي بيانگر توزيع يكنواخت سلول ها مي باشد. با توجه به خواص فشاري محصولات و اندازه گيري ظرفيت جذب انرژي فشاري از روي سطح زير منحني تنش-كرنش حاصل، بهترين محصول از نقطه نظر ميزان جذب انرژي استاتيك انتخاب و آزمون هاي سقوط پرتابه بر روي آن محصول ادامه يافت. آزمون سقوط پرتابه به منظور بررسي تغييرشكل پنل هاي ساندويچي با هسته فوم آلومينيومي توليدي و صفحات رويي آلومينيومي با ميزان انرژي اعمالي 3/97 ژول انجام شد. در اين آزمون تاثير ضخامت هسته فوم آلومينيوم و ضخامت صفحات رويي بر عمق نفوذ پرتابه، طول جدايش صفحه پشتي از هسته فومي و كرنش ايجاد شده در صفحه پشتي مورد مطالعه قرار گرفته است. مشخص گرديد كه با افزايش ضخامت صفحات، عمق نفوذ پرتابه، طول جدايش صفحه پشتي و كرنش صفحه پشتي كاهش مي يابد. علاوه بر اين با افزايش ضخامت هسته فومي عمق نفوذ پرتابه افزايش يافته اما طول جدايش صفحه پشتي و كرنش صفحه پشتي كاهش مي يابد.

Metallic sandwich structures with aluminum foam core are good energy absorbers. In this paper, aluminum foams stabilized by different volume fractions of Silicon Carbide particles were manufactured with the direct foaming route of melt using different content of Calcium Carbonate foaming agent. The density of produced foams changed from 0.38 to 0.63 g/cm3. The microstructural features and compressive properties of the aluminum foams were investigated. At the same density of aluminum foams, the plateau stress and energy absorption increases with increasing Silicon Carbide volume fraction and decreasing Calcium Carbonate weight percent. Drop weight test were carried out on different samples to study deformation of sandwich panel products. In this experiment, effect of several parameters, i.e. skin thickness and thickness of foam core, on the penetration depth, delamination length of back faces, and back face deformation strain (?) are discussed. Results show that increasing skin thickness will results in less penetration depth, back face delamination and deformation strain. Moreover foam core thickening has the same effect on back face delamination and deformation strain and inverse effect on penetration depth.