بررسي تحليلي، تجربي و عددي سازه ساندويچي با هسته لانه‌زنبوري و رويه‌هاي كامپوزيتي تحت ضربه پرتابه

Analytical, experimental and numerical investigation of sandwich panels made of honeycomb core subjectedprojectile impact

در اين مقاله يك مدل تحليلي براي تحليل فرآيند نفوذ پرتابه‌ سرتخت در سازه ساندويچي با رويه‌هاي كامپوزيتي از جنس الياف شيشه/ اپوكسي و هسته لانه‌زنبوريبراساس مدل انتشار موج ارايه گرديده است. الگوهايتغييرشكل و مكانيز‌م‌هاي جذبانرژيدر اين تحليل شامل: حركتديناميكيهدف، خمشوتغييرفرم سازه، لايه شدگي رويه‌هاي كامپوزيتي، شكستكششي كامپوزيتشيشه/اپوكسي، جدا شدن رويه‌ها از هسته لانه‌زنبوري، برش لانه‌‌زنبوري، شكل‌گيريپلاگ در رويه جلوييو تشكيل پتالدر رويه پشتي مي‌باشد. در اين مدل فرآيند نفوذ در سازه ساندويچي به چهار مرحله متوالي تقسيم مي‌شود، كه معادله حركت پرتابه در هر مرحله و جرم‌هاي موثر هسته و رويه‌ها از مكانيك لاگرانژي استخراج شده است. معادلاتغيرخطيبه دستآمده از هر مرحله،بادرنظرگيري وقوعتخريب‌‌هايموضعيوانرژي‌هايجذبشدهحلشده است. همچنين با استفاده از شبيه‌سازيعددي،فرايندنفوذتوسطكداجزا محدود ال. اس. دينا مدل‌سازي شده است. براي اطمينان از نتايج حل تحليلي و مدل‌سازي عددي نتايج آن‌ها با آزمايش‌هاي تجربي مقايسه شده است. بررسي‌ها نشان مي‌دهد، نتايج روش‌هايتجربي،تحليليوعددي،انطباقخوبيبايكديگردارند.

In this paper, ballistic impact on sandwich panel with composite face sheet made of Glass/Epoxy and aluminum honeycomb core has been studied. The solution is derived from a wave propagation model. At first bothanalytical and numerical solutions were clarified and their results werecompared with experimental results. Some deformation patterns, failure modes and energy absorption mechanisms were identified by observation, such as: dynamic movement of the target, stretching, bending deformation, delamination, debonding, shear fracture honeycomb, tensile fracture of Glass/Epoxy and plug and petal formation in composite facings. The solution involves a four-stage and effective masses of the face sheets and core as the shock waves travel through sandwich panel are derived using Lagrangian mechanics. The resulting non-linear differential equation of motion was solved considering the local damage effects and corresponding energy absorptions. Also numerical model, analysis of the penetration process was performed by a nonlinear explicit finite element code, LSDYNA. The results of analytical solution and numerical simulation are compared with experimental tests.