تحليل ضربه عمودي در سازه ساندويچي با درنظرگرفتن مكانيزم هاي مختلف جذب انرژي

Analysis of Normal Impact on Sandwich Panel with Considering Difference Energy Absorption Mechanisms

هدف اين مقاله ارايه روش تحليلي جديدي براي محاسبه ميزان جذب انرژي ورق هاي ساندويچي آلومينيوم- فوم تحت اثر ضربه سرعت ‌بالا است. ورق هاي ساندويچي آلومينيوم- فوم داراي هسته از جنس فوم هستند كه بين دو صفحه فلزي آلومينيومي، محصور شده است. ضربه زننده به‌صورت پرتابه صلب استوانه اي سر تخت در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل جرم و فنر، جذب انرژي لايه هاي آلومينيومي در بارگذاري شبه استاتيكي و با در نظر گرفتن مكانيزم هاي مختلف جذب انرژي محاسبه شده است. همچنين فوم نيز به واسطه خردشدن بخشي از انرژي پرتابه را جذب مي كند. نهايتاً جذب انرژي توسط ورق هاي ساندويچي آلومينيوم- فوم محاسبه و با استفاده از موازنه انرژي، سرعت حد بالستيك و سرعت باقيمانده پرتابه محاسبه شده است. مقادير سرعت حد بالستيك و سرعت باقي مانده محاسبه‌شده با روش تحليلي هم‌خواني مناسبي با مقادير تجربي و عددي دارد. همچنين اثرات چگالي فوم، جرم و قطر پرتابه در ميزان جذب انرژي ساندويچ پانل بررسي شده است.

In this paper, a new analytical model has been presented for energy absorption calculation of aluminum-foam sandwich panels under high velocity impact. The panels consist of foam core sandwiched between two aluminum skins. In analytical model, cylindrical rigid projectile with flat ended has been considered. In the quasi-static loading, by using the springs-mass model, energy absorption of aluminum skins with considering difference energy absorption mechanisms has been calculated. Also foam absorbed a partial of projectile energy by crushing. Energy absorption of aluminum-foam sandwich panel was calculated and energy balancing equation has been employed for determination the ballistic limit and residual velocity of projectiles. The results of ballistic limit and residual velocity computed by new model presented good agreement with experimental and numerical results. Also the effects of foam density, projectile mass and diameter in energy absorption of sandwich panel has been investigated.