بررسی تجربی خواص خمشی تیرهای ساندویچی با رویه های از جنس چندلایه های فلز- الیاف

کاربرد سازه های ساندویچی در سازه هایی که وزن در آنها اهمیت زیادی دارد، مثل هواپیما ها، قایق ها و قطارهای تندرو در حال افزایش است. انتخاب مناسب جنس هسته و رویه ها از نکات مهم در طراحی سازه های ساندویچی است. امروزه استفاده از رویه های فلزی یا کامپوزیتی رایج است. اما، هریک از این مواد معایبی دارند که کاربرد آنها را محدود می سازد. از این رو، چندلایه های فلز- الیاف با داشتن خواص مکانیکی مناسب که تلفیقی از خواص فلزها و کامپوزیت های الیافی است، می توانند جایگزینی مناسب برای سازه های ساندویچی سنتی باشند. در این پژوهش، رفتار تیرهای ساندویچی با رویه های از جنس چندلایه های آلومینیم- الیاف شیشه زیر بار خمشی بررسی شد. برای انجام آزمون های تجربی سه گروه نمونه با رویه های با لایه چینی متفاوت شامل AL/GE(0-90)/GE(90-0)/AL، AL/GE(0-90)/AL/GE(90-0) و GE(0-90-0-90-90-0-90-0) و هسته های از جنس اسفنج پلی یورتان با چگالی kg/m340 ساخته و آزمایش شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد، سازه های ساندویچی با رویه های از جنس چندلایه های فلز- الیاف توزیع مناسب تری از بار را روی کل سازه ایجاد می کنند و پیوستگی ساختاری آنها تا پایان مرحله فشردگی کامل هسته به خوبی حفظ می شود. اتصال خوب لایه کامپوزیتی و هسته اسفنجی از دیگر نکاتی است که ظرفیت تحمل بار سازه را افزایش می دهد. در بخش تحلیلی نیز با استفاده از روش کلاسیک، نمودارهای نیرو- جابه جایی در ناحیه کشسان، برای هریک از نمونه ها به دست آمد. مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی نشان می دهد، خرابی در تیرهای ساندویچی با رویه های از جنس چندلایه های فلز- الیاف به دلیل بزرگ تربودن ناحیه کشسانی، دیرتر شروع می شود، پیش بینی تحلیلی در ناحیه بزرگ تری منطبق بر نتایج تجربی است و مدل تحلیلی رفتار این تیرهای ساندویچی را به خوبی پیش بینی می کند.