علوم و فناوری کامپوزیت

مقاومت پوسته‌های ساندویچی دارای انحنای یک‌طرفه با هسته‌ی ریزتورینه‌ی فلزی تحت بارگذاری عرضی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسیارشد مهندسی عمران- سازه، دانشگاه یاسوج، یاسو ج

2 دانشیار مهندسی عمران، دانشگاه یاسوج، یاسو ج

3 دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج، یاسو ج

10.22068/jstc.2020.117153.1606

چکیده

ریزتورینه‌ها به علت هندسه‌ی هوشمندانه ی خود، عموماً نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالاتری نسبت به دیگر مواد متخلخل دارند. لذا امروزه تلاش هایی اساسی برای مطالعه‌ی رفتار مکانیکی ساختارهای ساندویچی با هسته‌ی مواد ریزتورینه در حال انجام است که در اغلب آنها، سازه‌های ساندویچی مورد بررسی، مسطح می‌باشند. ساختار‌ ساندویچی انحنادار با هسته‌ی ریزتورینه، به دلیل هندسه‌ی منحنی‌شکل و مزیت‌های بارز ریزتورینه، دستیابی به ساختاری با مقاومت و کارایی بالا را ممکن می‌سازد. در پژوهش حاضر، ریزتورینه‌ها‌ی ساندویچی مسطح و منحنی‌شکل، تحت بار عرضی به کمک نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی و تحلیل شده‌اند. نتایج تحلیل برای یک سلول واحد با نتایج تحقیقات گذشته مقایسه شده و کارایی و دقت مدل‌سازی تأیید شده است. مدل‌های مورد مطالعه، دارای مقادیر مختلف انحنا و ضخامت رویه‌ می‌باشند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد با افزایش اندک ضخامت رویه‌ها و یا انحنای آنها، افزایش قابل توجهی در مقاومت این ساختارهای ساندویچی رخ می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Resistance of Singly-Curved Sandwich Shells with Metal Microlattice Core under Transverse Loading

نویسندگان [English]

  • Hosna Mahdavinia 1
  • shahabeddin hatami 2
  • Abbas Niknejad 3

1 Department of Civil Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran

2 Department of Civil Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran

3 Department of Mechanical Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran.

چکیده [English]

Microlattices often show a higher strength-to-weight ratio and energy absorption than other porous materials, due to its smart geometry. nowadays basic efforts are made to study mechanical behavior of sandwich structures with microlattice core, in most of the studies, the sandwich geometry is flat. Curved sandwich structure with microlattice core, due to its curved geometry and outstanding advantages of microlattice, can provide a structure with high resistance and efficiency. In the present study, flat and curved sandwich microlattices are simulated by Abaqus software and the structures are analyzed under transvers loading. The results of the analysis for a unit cell are compared with the results of previous studies and the efficiency and accuracy of the present modeling are confirmed. The studied models have different curvature and face-sheets thickness. The results show a slight increase in the face-sheets thickness or curvature yields a significant increase in the resistance of these sandwich structures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite element modeling
  • sandwich shell
  • metal microlattice
  • truss core
  • ultralight material
مراجع
[1]Hatami, S., Mahdavinia, H., Madani, A., “A Review on the Mechanical Properties of Microlattice Structures,” In Persian, 6th National Conference and 2nd International Conference on New Materials and Structures in Civil Engineering, Yazd University, Iran, 2017.
[2]Banhart, J., “Manufacture, Characterization and Application of Cellular Metals and Metal Foams,” Progress in materials science, Vol.46, No.6, pp. 559-632, 2001.
[3]Kwon, Y. W., Cooke, R. E., & Park, C., “Representative Unit Cell Models for Open-Cell Metal Foams with or without Elastic Filler,” Materials Science and Engineering, Vol. 343, No.1-2, pp. 63-70, 2003.
 [4]Liu, T., Deng, Z. C., & Lu, T. J., “Design Optimization of Truss-Cored Sandwiches with Homogenization,” Solids and Structures, Vol. 43, No. 25-26, pp.7891-7918, 2006.
[5]Vaziri, A., & Xue, Z., “Mechanical Behavior and Constitutive Modeling of Metal Cores,” Mechanics of Materials and Structures, Vol. 2, No.9, pp.1743-1760, 2007.
[6]McKown, S., Shen, Y., Brookes, W. K., Sutcliffe, C. J., Cantwell, W. J., Langdon, G. S., ... & Theobald, M. D, “The Quasi-static and Blast Loading Response of Lattice Structures,” International Journal of Impact Engineering, Vol.35, No.8, pp.795-810, 2008.
[7]Hasan, R., “Progressive Collapse of Titanium Alloy Micro-Lattice Structures Manufactured Using Selective Laser Melting,” PhD Thesis, Liverpool University, British, 2013.
[8]Gumruk, R., Mines, R. A. W., & Karadeniz, S., “Static Mechanical Behaviours of Stainless Steel Micro-Lattice Structures under Different Loading Conditions,” Materials Science and Engineering: A, Vol. 586, pp. 392-406, 2013.
[9]Schaedler, T. A., Ro, C. J., Sorensen, A. E., Eckel, Z., Yang, S. S., Carter, W. B., & Jacobsen, A. J., “Designing Metallic Microlattices for Energy Absorber Applications.,” Advanced Engineering Materials, Vol. 16, No. 3, pp. 276-283, 2014.
[10]Xiong, J., Ghosh, R., Ma, L., Ebrahimi, H., Hamouda, A. M. S., Vaziri, A., & Wu, L, “Bending Behavior of Lightweight Sandwich-walled Shells with Pyramidal Truss Cores,” Composite Structures, Vol. 116, pp. 793-804, 2014.
[11]Haldar, S., Virakthi, A., Bruck, H. A., & Lee, S. W., “Mechanics of Curved Pin-reinforced Composite Sandwich Structures,” Composite, Hybrid, and Multifunctional Materials, Vol. 4, pp. 101-108, 2015.
[12]Choi, D. H., Jeong, Y. C., & Kang, K., “A Monolithic Sandwich Panel with Microlattice Core,” Acta Materialia, Vol. 144, pp. 822-834, 2018.
[13]Vahdatazad, N., Ebrahimi, S., “Strike Analysis and Energy Absorption of Axial Impact of Crustal   Shell with Sandwich Core”, In Persian, Journal of Aeronautical Engineering, Vol. 17, No. 2, 2015.
[14]Rashiddadash, S., Sadighi, M. and Dariushi, S., “Experimental and Numerical Investigation of Sandwich Panels with Bilateral Connection under Static Loading”, In  Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 5, No. 3, pp. 415-426, 2018.
[15]Sabzevari, S., Shahabian,F,  “Optimum Selection of Corrugated Sandwich Panels Shape and Materials Subjected to Blast Loading”, In  Persian, Journal of Structural and Construction Engineering, Vol. 5, No. 2, pp. 39-52, 2018.
[16]Shokrollahi, H., Fallah, F., Naghdabadi, R., & Kargarnovin, M. H., “Elastic-plastic Behavior of Sandwich Cylindrical Shell Panels with a Flexible Core,” Mechanical Engineering Science, Vol. 231, No. 2, pp. 223-241, 2017.
[17]Pietrek, M., & Horst, P., “Analysis and Numerical Prediction of the Delamination Behavior of Debonded Asymmetric Sandwich Shells with a Thin-walled Skin Considering Plastic Deformation,” Composite Structures, Vol. 188, pp. 220-232, 2018.the Brazilian Society of Mechanical Science and Engineering, Vol. 35, pp. 269– 275, 2012.
علوم و فناوری کامپوزیت
دوره 7، شماره 2
شهریور 1399
صفحه 897-906
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار