بررسي تجربي برهم كنش رويه‌هاي آلومينيومي با هسته لانه زنبوري در سازه ساندويچ پنل در نفوذ شبه استاتيكي و ديناميكي

Investigation of Interaction between Aluminum Facing and Honeycomb Structure in Quasistatic and Impact Loading

در اين مقاله نفوذ شبه استاتيك و نفوذ ديناميكي بر روي سازه ساندويچي با رويه‌هاي آلومينيومي و هسته لانه زنبوري آلومينيومي به طور تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين نفوذ در هر يك از اجزاي سازه ساندويچي (رويه‌هاي آلومينيومي و سازه لانه زنبوري) به طور جداگانه بررسي شدند تا تأثير بر هم كنش رويه‌هاي آلومينيومي با هسته لانه زنبوري در ميزان انرژي جذب شده و سرعت حدبالستيك توسط سازه ساندويچي مشخص شود. آزمايش شبه استاتيكي بر روي نمونه‌هاي ساخته شده با نفوذ‌كننده سرتخت به قطر 10 ميلي‌متر با استفاده از دستگاه يونيورسال انجام شده است همچنين آزمايش بالستيك با پرتابه سرتخت به قطر 10 ميلي‌متر و جرم 8.5 گرم با استفاده از دستگاه تفنگ گازي انجام شده است. نتايج آزمايش نفوذ شبه استاتيك نشان مي‌دهد مجموع انرژي جذب شده در دو رويه و سازه لانه زنبوري كمتر از حالتي است كه اين اجزا به شكل ساندويچ مورد استفاده قرار مي‌گيرند در واقع انرژي جذب شده ساندويچ پنل در مقايسه با اين مجموعه (مجموع دو عدد ورق آلومينيومي و لانه زنبوري) 42% بيشتر شده است؛ اما مجموع مقدار نفوذ اين اجزا (مجموع دو رويه آلومينيومي و لانه زنبوري) 30% بيشتر از ساندويچ پنل مي‌باشد. در آزمايش بالستيك نيز سرعت حدبالستيك و انرژي بالستيك سازه ساندويچي از اجزاي آن به ميزان قابل ملاحظه‌اي بيشتر مي‌باشد. نتايج به دست آمده از نفوذ شبه استاتيك و نفوذ ديناميكي برتري سازههاي ساندويچي به سازه‌هاي معمولي را نشان مي‌دهد. بنابراين سازه ساندويچي به عنوان يك سازه جاذب انرژي مناسب مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد.

In this paper, the interaction between aluminum facing and honeycomb structure in the quasistatic and the impact loading has been investigated experimentally. The structural elements used in this research were aluminum plate, aluminum 5052 honeycomb structure. The quasistatic penetration tests and ballistic impact experiments were performed on aluminum plate, honeycomb structure and sandwich panel by flat ended penetrator and flat ended projectile respectively. The failure mechanisms, the ballistic limit velocities, the absorbed energies due to penetration, the damage modes and some structural responses were studied. Also, the effect of interaction between aluminum facing and honeycomb structure in the quasistatic penetration and the ballistic impact response in this honeycomb sandwich panel was discussed and commented upon. Comparing energy absorption in these structures showed that the amount of absorbed energy by the sandwich panel with honeycomb core is more than the absorbed energy by the aluminum plate and honeycomb structure in the quasistatic penetration. These results indicated, when the honeycomb structure was used as the core of sandwich panel, resulted in increasing of the stiffness and the strength of the sandwich panel. The ballistic impact results showed that the absorbed energy and the ballistic limit velocity in the sandwich panel compared with the individual components was increased. Therefor the sandwich structure can be used as a suitable energy absorber.