مقايسه دو مدل براي پيش‌بيني حالت تخريب تير ساندويچي با هسته فوم آلومينيوم در دماهاي بالا

Comparison of two models for predicting the failure mode of aluminum foam core sandwich beams at high temperatures

در اين مقاله، از دو مدل گيبسون تعميم يافته و مونتانيني جهت پيش بيني رفتار تخريب تير ساندويچي با هسته فوم آلومينيوم در دماي بالا، استفاده شده است. به اين منظور، ابتدا دو مدل مذكور شامل خصوصيات هندسي و فيزيكي جهت بيان حالت تخريب تير، در نظر گرفته شد. سپس نمودار نيروي تخريب تير بر حسب مشخصات هندسي تير و دما، با استفاده از دو مدل موجود استخراج شده و با داده هاي تجربي در دسترس مقايسه شدند. داده هاي نظري و تجربي، توافق خوبي با يكديگر داشتند. در هر دو مدل، مشاهده مي شود كه نيروهاي تخريب نظري، با افزايش ضخامت هسته و رويه افزايش يافته و با افزايش فاصله تكيه گاه ها كاهش مي يابند. همچنين بر اساس نتايج هر دو مدل، بار حدي با افزايش دما كاهش مي يابد. در مدل مونتانيني تغيير شكل نامتقارن تير (با وجود تقارن هندسي و بارگذاري) درنظر قرار مي گيرد و اين در حالي است كه در مدل گيبسون اين موضوع داراي توجيه خاصي نيست.  از طرفي در مدل مونتانيني در دماهاي بالا، نيروي تجربي حد تخريب به نيروي تخريب پيش بيني شده در يكي از حالات تخريب (حالت IIB) نزديكي بيشتري دارد و اين در حالي است كه در مدل گيبسون در دماهاي بالا، نيروي تجربي در فاصله مياني دو حالت تخريب قرار گرفته و در برخي از محدوده هاي دمايي، صراحتاً نمي توان در زمينه حالت تخريب اظهار نظر نمود. در عين حال يكي از نقاط ضعف مدل مونتانيني نسبت به مدل گيبسون، عدم پيش بيني حالت تخريب تسليم رويه است.

In this paper, the two models of modified Gibson and "Montanini" are used to predict failure behavior of sandwich beams with aluminum foam core at high temperatures. First, the geometrical and physical properties of the two models were considered to describe failure mode of the sandwich beam. Next, the failure load diagram of the beam in terms of beam geometrical properties as well as temperature was obtained using these two models and the results were compared with available experimental data. A good agreement was observed between theoretical results and experimental data. In both models, it can be seen that the theoretical failure loads are enhanced by increasing face and core thicknesses and are reduced by increasing the span length. Moreover, according to the results of the two models, failure loads decrease with the temperature rise. In the "Montanini" model, the asymmetric deformation of the beam is considered (despite the geometrical and loading symmetry), while the Gibsonʹs model has no justification about it. Besides, in "Montanini" model at high temperatures, the amount of experimental failure load is closer to the load of one of the modes (mode 118). However, in Gibsonʹs model at high temperatures, the amount of experimental load is between failure load in two modes and the failure mode cannot be clearly specified in some temperature ranges. However, one of the drawbacks of the "Montanini" model as compared with Gibsonʹs model, is the lack of prediction of the face yield failure mode.