علوم و فناوری کامپوزیت

علوم و فناوری کامپوزیت

تأثیر هندسه هسته لانه‌زنبوری چاپ سه‌بعدی بر عملکرد مکانیکی پانل‌های ساندویچی تحت خمش و ضربه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران
10.22068/jstc.2026.2088836.1955
چکیده
در این پژوهش، تأثیر هندسه‌های مختلف هسته لانه‌زنبوری بر رفتار مکانیکی پانل‌های ساندویچی از جنس PLA ساخته‌شده با فناوری چاپ سه‌بعدی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، سه مدل هندسی شامل شش‌ضلعی ساده، شش‌ضلعی با گوشه‌های تقویت‌شده دارای شعاع R و هشت‌ضلعی، با استفاده از نرم‌افزار SolidWorks مدل‌سازی و نمونه‌های نهایی ساخته شدند. نمونه‌های ساخته‌شده تحت آزمایش‌های خمش سه‌نقطه‌ای و ضربه شارپی قرار گرفتند تا عملکرد آن‌ها در برابر بارهای خمشی و دینامیکی ارزیابی شود. نتایج حاصل از پژوهش حاضر از طریق مقایسه با تحقیقات پیشین، صحه گذاری شد. نتایج آزمایشهای خمش و ضربه نشان داد که مدل شش‌ضلعی با گوشه‌های تقویت‌شده، به دلیل تراکم ساختاری بالاتر، بیشترین مقاومت خمشی، سفتی و جذب انرژی ضربه‌ای را دارا بود، در مقابل، مدل هشت‌ضلعی که دارای ساختاری بازتر بود، کمترین عملکرد مکانیکی را نشان داد. همچنین، انرژی جذب‌شده در آزمایش ضربه در مدل شش‌ضلعی با گوشه‌های تقویت‌شده، نسبت به مدل هشت‌ضلعی 57 درصد بیشتر بود. این یافته‌ها بر اهمیت شکل‌دهی هندسی هسته در بهینه‌سازی خواص مکانیکی سازه‌های سبک چاپ سه‌بعدی تأکید می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of 3D Printed Honeycomb Core Geometry on the Mechanical Performance of Sandwich Panels under Bending and Impact Loading

نویسندگان English

Mehdi Hosseini 1
Maryam Kouhi 2
Mahdi Yarmohammad Tooski 2
1 Department od Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Malayer University, Malayer, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

In this study, the effect of different honeycomb core geometries on the mechanical behavior of sandwich panels made of PLA and fabricated using 3D printing technology was investigated. For this purpose, three geometric models, including a conventional hexagonal structure, a hexagonal structure with reinforced corners characterized by a fillet radius R, and an octagonal structure, were designed using SolidWorks software and subsequently manufactured. The fabricated specimens were subjected to three point bending and Charpy impact tests to evaluate their performance under flexural and dynamic loading conditions. The results obtained in the present study were validated through comparison with previously published research. The results of the bending and impact tests showed that the reinforced hexagonal model exhibited the highest flexural strength, stiffness, and impact energy absorption owing to its higher structural density. In contrast, the octagonal model, with its more open structure, exhibited the lowest mechanical performance. Furthermore, the impact energy absorbed by the reinforced hexagonal model was 57% higher than that of the octagonal model. These findings highlight the importance of core geometry in optimizing the mechanical properties of lightweight 3D-printed structures.

کلیدواژه‌ها English

Sandwich panel
3D Printing
Three point Bending
Charpy Impact
Geometry Analysis