بررسی تحلیلی جذب انرژی ورق‌های ساندویچی با هسته لانه زنبوری

جعفری, سید سجاد; فعلی, سعید

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تعداد نشریات	4
تعداد شماره‌ها	75
تعداد مقالات	991
تعداد مشاهده مقاله	889,479
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	685,305

بررسی تحلیلی جذب انرژی ورق‌های ساندویچی با هسته لانه زنبوری

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

مقاله 5، دوره 48، شماره 2، تابستان 1395، صفحه 157-168 اصل مقاله (1223 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.647

نویسندگان

سید سجاد جعفری¹؛ سعید فعلی

¹کارشناس ارشد، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان

²دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه

چکیده

چکیده- هدف این مقاله ارائه روش تحلیلی جدیدی برای محاسبه میزان جذب انرژی ورق‌های ساندویچی آلومینیوم-هانی‌کمب تحت اثر ضربه بالستیک می‌باشد. ورق‌های ساندویچی آلومینیوم-هانی‌کمب دارای هسته هانی‌کمب شش ضلعی می‌باشد که بین دو صفحة فلزی آلومینیومی، محصور شده است. ضربه زننده به‌صورت پرتابه صلب استوانه‌ای سر تخت در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل جرم و فنر، جذب انرژی لایه‌های آلومینیومی در بارگذاری شبه‌استاتیکی و با در نظر گرفتن مکانیزم‌های مختلف جذب انرژی محاسبه شده است. همچنین جذب انرژی هانی‌کمب نیز به کمک مدل ویرزبیکی محاسبه می‌گردد. جذب انرژی توسط ورق‌های ساندویچی آلومینیوم- هانی‌کمب محاسبه و با استفاده از موازنة انرژی، سرعت حد بالستیک و سرعت باقیماندة پرتابه محاسبه شده است. مقادیر سرعت حد بالستیک و سرعت باقیماندة محاسبه شده با روش تحلیلی هم‌خوانی مناسبی با مقادیر تجربی دارد. همچنین اثرات جرم و قطر پرتابه و اندازة سلول هانی‌کمب در میزان جذب انرژی ساندویچ پانل بررسی شده است.

کلیدواژه ها

ورق ساندویچی؛ هانی‌کمب؛ آلومینیوم؛ سوراخ شدن؛ جذب انرژی

عنوان مقاله [English]

Analytical investigation of energy absorption of sandwich panels with honeycomb core

نویسندگان [English]

seyed sajad jafari, saeid feli

چکیده [English]

Abstract of "Analytical investigation of energy absorption of sandwich panels with honeycomb core"
In this paper, a new analytical model has been presented for energy absorption of aluminum-foam sandwich panels under ballistic impact. The panels consist of hexagonal honeycomb 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 calculated. Energy absorption of honeycomb has been determined by wierzbicki model. Energy balancing equation has been employed for determination the ballistic limit and residual velocity of striker. The results of ballistic limit and residual velocity of striker computed by new model have good agreement with experimental results. Also the effects of projectile mass and diameter and cell diameter of honeycomb in energy absorption of sandwich panel has been investigated.
Keywords: sandwich panel, Honeycomb, Aluminum, perforation, energy absorption.

کلیدواژه ها [English]

sandwich panel, Honeycomb, Aluminum, perforation, Energy Absorption

مراجع

[1] Hoo Fatt, M.S.; K.S. Park, 2000. “Perforation of honeycomb sandwich plates by projectiles”,

Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 31, No. 8, pp. 889-899.

[2] Backman, M.E.; W. Goldsmith, 1978 . “The mechanics of penetration of projectiles into targets”,International Journal of Engineering Science, 16,No. 1, pp. 1-99.

[3] Corbett, G.G.; S.R. ReidW. Johnson, 1996. “Impact loading of plates and shells by free-flying projectiles:

A review”, International Journal of Impact Engineering, 18, No. 2, pp. 141-230.

[4] Forrestal, M.J.; K. OkajimaV.K. Luk, 1988. “Penetration of 6061-T651 aluminum targets with

rigid long rods”, Applied Mechanics, 55, No. pp.755-760.

[5]رادمهر، داود؛ لیاقت، غلامحسین؛ فعلی، سعید؛ ”تحلیلفرایندنفوذمایلپرتابههایتغییرشکلپذیردراهداففلزیچندلایه“، نشریه مواد

پرانرژی، دوره 11 ، شماره 7، صفحات 21 - 31 ، 1390 .

[6] Mc Farland, R.K., 1963. “Hexagonal cell structures under post-buckling axial load”, AIAA Journal, 1,No. 6, pp. 1380-1385.

[7] Wierzbicki, T., 1983. “Crushing analysis of metal honeycombs”, International Journal of Impact Engineering, 1, No. 2, pp. 157-174.

[8]لیاقت، غلامحسین؛ صدیقی، مجتبی؛ داغیانی، حمیدرضا؛ علوی نیا، علی؛ ” خرد شدنسازههایلانهزنبوریفلزتحتبارهایشبهاستاتیکی“،نشریه دانشکده فنی، دوره 37 ، شماره 1، صفحات 145 - 186 ، 1382 .

[9] Goldsmith, W.; D.L. Louie, 1995. “Axial perforation of aluminum honeycombs by projectiles”,International Journal of Solids and Structures, 32,No. 8–9, pp. 1017-1046.

[10] Liaghat, G.H.; A.A. Nia; H.R. DaghyaniM. Sadighi,2010. “Ballistic limit evaluation for impact of

cylindrical projectiles on honeycomb panels”, Thin-Walled Structures, 48, No. 1, pp. 55-61.

[11] Sabouri, H.; G.H. Liaghat, 2010. “Comments on the article: “Ballistic impact of GLARE™ fiber–metal

laminates”, by Michelle S. Hoo Fatt, Chunfu Lin,Duane M. Revilock Jr., Dale A. Hopkins [Composite

Structures 61 (2003) 73–88]”, Composite Structures, 92, No. 2, pp. 600-601.

[12] Hoo Fatt, M.S.; D. Sirivolu, 2010. “A wave propagation model for the high velocity impact response of a composite sandwich panel”,International Journal of Impact Engineering, 37, No.2, pp. 117-130.

[13]ضیاء شمامی، مجتبی؛ خدارحمی، حسین؛ واحدی، خداداد؛ پل، محمدحسین؛” بررسیتجربیوعددینفوذپرتابهصلبسرتختدرسازه

ساندویچیباهستهفومآلومینیوم“، نشریه مهندسی مکانیک مدرس،دوره 13 ، شماره 5، صفحات 1- 13 ، 1392 .

[14] Feli, S.; M.H. Namdari Pour, 2012. “An analytical model for composite sandwich panels with honeycomb core subjected to high-velocity impact”,Composites Part B: Engineering, 43, No. 5, pp. 2439-2447.

[15]فعلی، سعید؛ جعفری، سید سجاد؛ ” بررسیتحلیلیسوراخشدنورقهایساندویچیآلومینیوم-فومتحتاثرضرببالستیک“،نشریه مهندسی مکانیک مدرس ، دوره 13 ، شماره 6، صفحات 52 - 59 ، 1392 .

[16] Hazizan, M.A.; W.J. Cantwell, 2003. “The low velocity impact response of an aluminium honeycomb sandwich structure”, Composites Part B:Engineering, 34, No. 8, pp. 679-687.

[17] Goldsmith, W.; G.-T. Wang; K. LiD. Crane,1997. “Perforation of cellular sandwich plates”,International Journal of Impact Engineering, 19, No.5–6, pp. 361-379.

[18] Lin, C.; M.S.H. Fatt, 2006. “Perforation of composite plates and sandwich panels under quasistatic and projectile loading”, Journal of composite materials, 40, No. 20, pp. 1801-1840.

[19] Wen, H.; T. Reddy; S. ReidP. Soden, 1997.“Indentation, penetration and perforation of composite laminate and sandwich panels under quasi-static and projectile loading”, Key Engineering Materials, 141, No. pp. 501-552.

[20] Wu, Q.G.; H.M. Wen; Y. QinS.H. Xin, 2012.“Perforation of FRP laminates under impact by flatnosed

projectiles”, Composites Part B: Engineering,43, No. 2, pp. 221-227.

[21] Shivakumar, K.N.; W. ElberW. IIIG, 1985.“Prediction of impact force and duration due to low velocity impact on circular composite laminates”,Applicatiom Mechanic, 52, No. 3, pp. 674-680.

[22] Timoshenko, S.; S. Woinowsky-KriegerS.Woinowsky, Theory of plates and shells. 2. 1959:McGraw-hill New York.

[23] Łukasiewicz, S., 1976. “Introduction of concentrated loads in plates and shells”, Progress in Aerospace

Sciences, 17, No. pp. 109-146.

[24] Woodward, R.L.; M. De Morton, 1976. “Penetration of targets by flat-ended projectiles”, International

Journal of Mechanical Sciences, 18, No. 3, pp. 119-127.

[25] Hou, W.; F. Zhu; G. LuD.-N. Fang, 2010. “Ballistic impact experiments of metallic sandwich panels with

aluminium foam core”, International Journal of Impact Engineering, 37, No. 10, pp. 1045-1055.

[26] نامداری پور، محمدهادی؛ ”تحلیلصفحاتساندویچیلانهزنبوری-کامپوزیتتحتبارضربهایعمودی“، کارشناسی ارشد، کرمانشاه، دانشگاه رازی، 1390 .

[27] Forrestal, M.J.; V.K. LukN.S. Brar, 1990.“Perforation of aluminum armor plates with conicalnose

projectiles”, Mechanics of Materials, 10, No.1–2, pp. 97-105.

[28] Forrestal, M.J.; K. OkajimaV.K. Luk, 1988.“Penetration of 6061-T651 Aluminum Targets With Rigid Long Rods”, Journal of applied mechanics, 55,No. 4, pp. 755-760.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 490

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 822