30720

تحليل عددي و تجربي پاسخ الاستيك ضربۀ شبه استاتيكي در پنل هاي تقويت شده با ورق هاي كامپوزيتي موج دار با مقاطع مختلف

دكتراي حرفه اي (Phd)

مهندسي مكانيك-سازه و بدنه خودرو

1399

1402/12/20

دكتر جواد مرزبان راد

ندارد

مهندسي خودرو

استفاده از پنل هاي كامپوزيتي تقويت شده با مقاطع مختلف همواره به عنوان يكي از كارآمد ترين راهكار ها در بهبود شاخص واماندگي سازه وسايل نقليه زميني، دريايي و هوايي در حين واژگوني محسوب مي شود. استفاده از مقاطع مختلف كامپوزيتي در انواع پنل هاي تقويتي موجب بهبود نسبت شاخص استحكام به وزن و همچنين سفتي خمشي سازه ها در حين وارد شدن نيروهاي ضربه اي مي باشد. با توجه به اينكه امروزه يكي از راهكارهاي تقويت سازۀ بدنه در خودرو ها استفاده از پنل هاي ساندويچي مي باشد، در اين پايان نامه طرح هاي نويني از انواع مختلف پنل هاي لانه زنبوري شش ضلعي و لوله هاي استوانه اي تقويت شده با سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي كامپوزيتي پايه پليمري به منظور بهبود استحكام خمشي سازه در مواجهه با ضربه شبه استاتيكي عمودي، ارائه شده است. بدين منظور در گام نخست، روابط تحليلي مربوط به سفتي هاي خمشي، پيچشي و همچنين ميزان جذب ضربه در انواع سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي معرفي شده تحت تأثير ضربه شبه استاتيكي تعيين مي شوند. روابط تحليلي به دست آمده مبتني بر تعميم تئوري كلاسيك لايه اي كامپوزيت ها در صفحات موج دار و همچنين معيار واماندگي تساي-هيل، مي باشد. سپس عملكرد صفحات كامپوزيتي موج دار در انواع مختلف سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي معرفي شده، با توجه به تحليل اجزاء محدود در نرم افزار آباكوس بررسي و نتايج آن با روابط تئوري مقايسه مي شود. در ادامه نيز ابتدا قالب هاي چوبي و فومي انواع مختلف سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي معرفي شده در رساله بر مبناي روش هاي برش سي ان سي و هات واير تهيه و نمونه هاي آزمون تجربي با استفاده از روش تهيۀ دستي ، ساخته مي شوند. به منظور حصول اطمينان از اجراي صحيح فرآيند ساخت نمونه ها، كيفيت آن ها از لحاظ وجود حباب هاي ماكرو در سطح نمونه در محدودۀ استاندارد كمتر از 4 درصد نسبت به ابعاد سطح با استفاده از تصاوير اسكن اشعۀ ايكس سطح نمونه ها، كنترل مي شود. سپس يك دستگاه آزمون ضربۀ سرعت پايين (1-9 m/s) به منظور بررسي پاسخ الاستيك ضربۀ شبه استاتيكي در سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي معرفي شده، طراحي مي شود و صحت روابط حاصل به كمك روش تحليل پردازش تصوير، مورد ارزيابي قرار مي گيرند. همچنين تأثير شكل موج ها، زاويه چينش الياف و تعداد لايه ها در سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي معرفي شده بر بهبود رفتار واماندگي و جذب انرژي ناشي از ضربه شبه استاتيكي مورد بررسي قرار مي گيرند. نتايج حاصل از تحليل هاي تئوري، عددي و تجربي حاكي از بهبود بيش از 60 درصدي رفتار واماندگي و همچنين جذب ضربه در انواع پنل هاي مجهّز به سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي نسبت به پنل هاي مشابه تقويت نشده مي باشد.

1403/01/23

Numerical and Experimental Elastic Response Analysis of Different Panels Stiffened with Corrugated Composite Plates Subjected to Quasi-Static Impact Loading

3/10/2025 12:00:00 AM

This study aims to suggest analytical bending characteristics models for CFRP panels stiffened with new versatile configurations of corrugated cores. Stiffened sandwich panels have broad application to improve bending and torsional stiffness of the automotive, aerospace, and marine body structures and their crashworthiness durability. In this study, analytical bending characteristics and elastic response equations for each introduced Stiffened corrugated core were derived when subjected to perpendicular quasi-static impact loading. These equations are based on the theory of curved laminated beams, the classical lamination method, and Tsai-Hill failure. Also, Quasi-static drop weight low velocity impact tests were performed based on the DIC method for each introduced stiffened corrugated core. Performed FEM methods and digital image correlation low-velocity impact tests demonstrated that the present analytical bending characteristics equations can reasonably predict the elastic behavior of stiffened corrugated cores. As a result of quasi-static impact loading, stiffened corrugated cores displayed in this research a positive elastic behavior of more than 60% compared to the non-stiffened traditional unit.

سازۀ هسته هاي تقويتي موج دار ميان صفحه اي , ضربه شبه استاتيكي عمود بر سطح , ضربۀ سرعت پايين , تحليل پردازش تصوير ضربه

Stiffened Corrugated Cores , Perpendicular Quasi-Static Impact , Low velocity impact , Digital Image Correlation Processing

mohammad shirzadifar

javad marzbanrad