بررسي و مطالعه جذب انرژي فنجان هاي كشش عميق شده سه لايه اي آلومينيوم/پلي پروپيلن/فولاد

Investigation of the energy absorption in three-layer Al/Polypropylene/Steel deep drawn cups

امروزه استفاده از جاذب‌هاي جدارنازك در كاربردهاي مختلف گسترش روز افزوني داشته است. مطالعات زيادي براي بهينه سازي رفتار و عملكرد اين اجزاء انجام شده است كه از جمله مي‌توان به افزودن محرك هاي هندسي به اين سازه‌ها اشاره نمود. در اين پژوهش، تاثير محرك هاي هندسي بر رفتار تغيير شكلي و جذب انرژي نمونه-هاي كشش عميق شده سه لايه‌اي آلومينيوم/ پلي پروپيلن/ فولاد مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور نخست، ورق ساندويچي از دو ورق فلزي (آلومينيومي و فولادي) به عنوان پوسته و يك ورق پلي پروپيلني به عنوان هسته ساخته شد. اين سه لايه به كمك يك چسب گرانولي پليمري در بين لايه‌ها و با بهره‌گيري از روش پرس گرم، به هم متصل شده و ورق ساندويچي سه لايه‌اي با دو ضخامت متفاوت براي هسته پليمري را تشكيل دادند. ورق سه لايه‌اي سپس تحت فرآيند كشش عميق قرار گرفت و به فنجان‌هاي كشش عميق شده سه لايه‌اي با عمق كشش قابل قبول براي انجام آزمون‌هاي لهيدگي جذب انرژي، تبديل گرديد. آزمون لهيدگي شبه استاتيك به منظور تعيين ميزان جذب انرژي بر روي نمونه‌ها انجام پذيرفت و تاثير پارامترهايي نظير ضخامت لايه پليمري و محرك‌هايي مانند حفره و شكاف بر روي بدنه نمونه بر روي ميزان انرژي جذب شده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تجربي نشان مي‌دهد كه افزايش ضخامت لايه پليمري از 1 به 2 ميلي‌متر موجب افزايش ظرفيت جذب انرژي در حدود 6% مي‌شود. علاوه بر اين، ايجاد محرك به شكل شكاف و با زاويه 45 درجه در ديواره نمونه‌ها، ميزان جذب انرژي را تا حدود 8% افزايش مي دهد.

Nowadays, thin-walled energy absorbers have been widely used in different industrial applications. Many studies have also been performed to optimize behavior and application of such elements with geometrical triggers. In this paper, the effect of geometrical triggers on deformation and energy absorption of three-layer Al/Polypropylene/Steel deep drawn samples is investigated. To this end, the sandwich panel from two metal sheets of Steel and Aluminum as the skins and a Polypropylene layer as the core was fabricated. These three layers were bonded to each other applying a polymeric granular cohesive and under hot pressing technique to produce three-layer sandwich panels with two different core thicknesses. The sandwich panels were then deep drawn and converted to three-layer cups for crushing energy absorption tests. The quasi-static crushing tests were performed to evaluate the absorbed energy in fabricated samples. These tests were also done in order to studying the effects of core thickness and geometrical triggers (like notch and hole) on the samples body on the absorbed energy. The results show that increasing the core thickness from 1 to 2 mm enhances the capacity of energy absorption by about 6%. In addition, notch triggers with 45 degree in the samples wall could increase the energy absorption up to 8%.