بررسی آسیب های ناشی از ضربه سقوط آزاد در پوسته ساندویچ پانل با روش المان محدود و آزمون نشر آوایی

امروزه کامپوزیت های پایه پلیمری و به خصوص ساندویچ پانلها به دلیل خواص فیزیکی مناسب در مقایسه با فلزات و آلیاژهای فلزی نظیر سبکی، نسبت استحکام به وزن بالا و..، کاربردهای زیادی در صنعت دارند. در طی بارگذاری مکانیکی کامپوزیت ها، آسیب های متنوع با مکانیزم های مختلف به وجود می آید. آسیب های انباشته درنهایت منجر به شکست کامپوزیت می شود. ترک خوردگی ماتریسی، شکست الیاف، لایه لایه شدن ازجمله آسیب های ایجادشده در این نوع از سازه ها می باشند. شناسایی سهم هرکدام از این مکانیزم ها در شکست نهایی کامپوزیت ها ضروری است. شناسایی محل، شدت و نوع آسیب ایجاد شده با بازرسی غیر مخرب بر روی این ساختار و همچنین پیش بینی شدت و نوع آسیب توسط نرم افزارهای المان محدود بسیار حائز اهمیت می باشند. در این مقاله مکانیزم های آسیب بر روی ساندویچ پانل از جنس پوسته شیشه/پلی استر و هسته فوم پلی اورتان تحت تاثیر ضربه سرعت پایین بررسی شده است. در پژوهش حاضر، پوسته و هسته ساندویچ پانل به صورت دستی ساخته شده و نمونه ساندویچی تحت تاثیر ضربه 20 ژول قرارگرفته است و در حین آزمون، داده های آکوستیکی توسط سنسور نصب شده ذخیره و تحلیل گشته است. و با توجه به سیگنال های دریافتی از آزمون نشر آوایی وجود آسیب‎ های حاصل از ضربه تشخیص داده شد. همچنین با استفاده از نرم افزار آباکوس با حلگر دینامیکی صریح مکانیزم های آسیب های بین لایه ای و درون لایه ای با استفاده مدل المان محدود ارائه شده موردبررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از آزمون تجربی و شبیه سازی موردبحث قرار گرفته و تطابق مناسبی مابین آن ها برقرار مشاهده می گردد.

Keywords:

شبیه سازی المان محدود , کامپوزیت , جدایش لایه ای , سقوط آزاد , آزمون نشرآوایی