بررسي رفتار صفحه اي لانه زنبوري پرشده با فوم تحت شرايط شبه استاتيكي و ديناميكي با استفاده از روش عددي

Investigation on in-plane behavior of bare and foam-filled honeycombs in quasi-static and dynamic states by using numerical method

در اين پژوهش تاثير به كارگيري تكنيك پركردن هسته لانه زنبوري با فوم پلي اورتان سبك وزن بر رفتار صفحه اي هسته لانه-زنبوري مورد بررسي قرار گرفته است. رفتار مكانيكي پلاستيك هسته هاي لانه زنبوري با استفاده از روش عددي مورد مطالعه قرار گرفت. چهار نوع لانه زنبوري آلومينيومي AL 5052 به صورت خالي و پرشده با فوم تحت بارگذاري فشاري تك جهتي در شرايط شبه استاتيكي و ديناميكي قرار گرفتند. انتخاب هسته هاي لانه زنبوري به گونه اي لحاظ شد كه بتوان تاثير چگالي نسبي سلول هاي لانه زنبوري را بر خواصي همچون استحكام فروريزي و ظرفيت جذب انرژي مورد بررسي قرار داد. نتايج تحليل هاي اجزا محدود نشان داد كه به كارگيري فوم در هسته لانه زنبوري مي تواند استحكام فروريزي را تا 24 برابر و همچنين ظرفيت جذب انرژي را تا 11 برابر افزايش دهد. در حالي كه افزايش چگالي هسته لانه زنبوري موجب كاهش تاثير فوم بر خواص ذكر شده مي شود. نتايج به دست آمده نشان داد كه در شرايط شبه استاتيكي فوم پلي اورتان به خوبي خواص هسته را بهبود مي-بخشد، در حالي كه با افزايش سرعت برخورد و در شرايط ديناميكي تاثير فوم پلي اورتان بر استحكام فروريزي و ظرفيت جذب انرژي كاهش چشمگيري خواهد داشت. به نحوي كه در برخورد با سرعت m/s 100 ميزان ظرفيت جذب انرژي در موارد خالي و پرشده با فوم تقريبا يكسان است.

In this research, influence of foam filling technique in honeycomb cores by using lightweight rigid polyurethane foam is investigated. Plastic mechanical behaviors of honeycomb cores are studied by mean of numerical method. Four types of Aluminum honeycombs (Al 5052 alloy) both bare and foam-filled were subjected to unidirectional compression. Analyses were carried out for different impact velocities to survey quasi-static and dynamic crushing response of the honeycomb cores. Crushing strengths and specific absorbed energy were obtained for honeycomb cores which have different relative densities. FEM results showed that foam filling technique can increase crushing strength of honeycomb core up to 24 times, and its specific absorbed energy up to 11 times. However, it was found that in heavier honeycombs the effect of foam filling technique decreases significantly. Furthermore, it was found that in quasi-static situation, foam filling technique can enhance desired core mechanical properties’. Meanwhile, in dynamic states of impact it was illustrated that polyurethane foam have not significant role in improving crushing strength and specific absorbed energy of honeycomb cores. For instance, in crushing with impact velocity of 100 m/s, amount of specific absorbed energy for bare and foam-filled cores were approximately equal.