تست خمش سه نقطه‌اي ورق ساندويچي فلزي و كامپوزيتي با هسته مشبك

Threepoint bending test of metal and composite sandwich panels with grid stiffened core

پانل‌هاي ساندويچي فلزي و كامپوزيتي تقويت شده با هسته مشبك يكي از جديد‌ترين نوع ساختارهاي كاربردي در سازه هاي هوافضا مي‌باشند كه از دو رويه نازك متصل شده به يك هسته مشبك از بالا و پايين تشكيل مي‌شوند و به‌دليل مزيت‌هايي مانند نسبت استحكام به وزن بالا، نه تنها در صنايع هوافضا بلكه در ديگر كاربردهاي مهندسي از قبيل صنايع نظامي،كشتي سازي، حمل و نقل ريلي، سكوهاي نفتي و غيره استفاده مي‌شوند. در تحقيق حاضر، سه نمونه كامپوزيت، با جنس و ضخامت مختلف با روش لايه‌گذاري دستي در قالب سيليكوني و آغشته سازي با رزين اپوكسي ساخته شده‌اند. همچنين يك نمونه آلومينيومي ساندويچي و يك صفحه يكپارچه آلومينيومي نيز با ابعاد مشابه ساخته شده‌اند. به‌منظور بررسي رفتار آن‌ها در برابر بارهاي شبه استاتيكي عرضي، تحت تست خمش سه نقطه‌اي قرار گرفته‌اند. نتايج آزمايش تجربي نشان داد كه حتي بعد از واماندگي رويه‌ها، هسته مشبك به تحمل بار ادامه مي‌دهد. همچنين هيچ‌گونه جدايشي بين رويه‌ها و هسته، به‌دليل چسبندگي و عمل آوري مناسب رزين، مشاهده نشد. نتايج نشان مي‌دهد كه تغيير جنس الياف رويه‌ها از شيشه به كربن با ضخامت يكسان نتيجه بهتري از افزايش ضخامت رويه‌ها با جنس يكسان‌، بر پارامتر استحكام به وزن پانل ساتدويچي كامپوزيتي دارد.

Composite sandwich structures with grid stiffened core (SSGSC) are one of the new structural configurations applied in advanced industries such as aerospace, that are made of two thin face sheet layers attached to the top and bottom of a grid stiffened core. Due to the good advantages such as high specific strength, not only in aerospace but also they are used in other engineering applications, such as military industry, ship building, rail transport, oil platform etc. In the present study three composite SSGSC samples made of different material and thiknesses are fabricated with hand layup method using a silicon rubber mold and epoxy resin. Also, two metallic samples of the same dimensions as the copmposite ones, including a monolithic and a SSGSC samples made of aluminum are fabricated. In order to study their behavior subjected to the quasistatic transverse loads, the samples undergo threepoint bending tests. Results of the practical tests on the composite samples showed that beyond the failure of the face sheets, the grid stiffened core will tolerate the load, also there are no delamination between the face sheet layers due to good curing process. It was found that changing the fibers of the face sheet from Glass to Carbon with the same thikness, improves strengthtoweight ratio of the SSGSC samples rather than increasing the thickness of the face sheet of the same material.