بررسي تحليلي ضربه سرعت بالا بر روي پانل هاي ساندويچي با هسته فوم و رويه هاي آلومينيومي

Analytical study of high velocity impact on sandwich panels with foam core and aluminum face-sheets

پانل هاي ساندويچي معمولاً به د ليل نسبت استحكام به وزن و جذب انرژي بالا، كاربرد وسيعي در صنايع مختلف از جمله صنايع هوا-فضا، صنايع دريايي و صنايع خودروسازي دارند. بررسي و تحليل نفوذ بالستيك پرتابه ها در پانل هاي ساندويچي عمدتا به صورت تجربي و عددي بوده و به دليل پيچيدگي هاي معادلات رياضي حاكم بر اين پديده، مطالعات تحليلي بسيار اندكي در اين زمينه صورت گرفته است. هوفت و همكارانش در مقاله اي به بررسي تحليلي ضربه سرعت بالا بر روي پانل هاي ساندويچي با رويه هاي كامپوزيتي و هسته فومي پرداخته اند. به دليل كاربرد وسيع تر پانل هاي ساندويچي متشكل از رويه هاي فلزي و هسته فومي در صنايع هوا- فضا در اين مقاله، با انجام اصلاحاتي بر روي روش تحليلي ارايه شده توسط هوفت و همكارانش به بررسي ضربه سرعت بالا بر روي پانل هاي ساندويچي با رويه هاي فلزي و هسته فومي در برخورد قايم با يك پرتابه استوانه اي پرداخته شده است. جهت ارزيابي صحت روش تحليلي مورد نظر از آزمايش هاي تجربي صورت گرفته بر روي دو نوع پانل با هسته هاي فوم پليمري و فلزي و رويه هاي آلومينيومي بهره گرفته شده است. نتايج اين تحقيق نشا ن مي دهد كه روش تحليلي ارايه شده دقت قابل قبولي در تعيين سرعت باقي مانده پرتابه در برخورد با پانل هايي با هسته فوم پليمري و فلزي و با نسبت چگالي هاي مختلف دارا مي باشد.

Sandwich panels, due to high strength to weight ratio and energy absorption properties, are widely used in various industries including aerospace industries, marine and automotive industries. Analysis of ballistic resistance of sandwich panels is mainly numerical and experimental, and there are few analytical models in this field due to mathematical complexities. Hoo Fatt et al. have studied analytically high velocity impact on sandwich panels with composite skins and foam core. Because of the widespread use of sandwich panels with metal face-sheets and foam core in aerospace industry, by modifying the analytical method provided by Hoo Fatt et al. the ballistic resistance of the foam core sandwich panels with metal surfaces impacted by high velocity cylindrical projectile is analytically investigated in this paper. Two types of panels with polymeric and metallic foam cores and aluminum surfaces have been used to assess the accuracy of the analytical method. Results show that the proposed analytical method can predict the residual velocity of the projectiles impacted at high velocities on the foam and metallic core panels with different relative densities of the core.