ساخت و مجهزسازی ماشین ضربه سقوطی کم سرعت جهت تعیین ظرفیت جذب انرژی در فوم کامپوزیتی با زمینه آلومینیوم

در مقاله حاضر، ظرفیت جذب انرژی فوم آلومینیوم A356 تقویت شده با ذرات SiC تحت بار ضربه ای مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج جدیدی حاصل گردید. ماده فومی با استفاده از روش ذوبی به کمک عامل فوم ساز CaCO3، ساخته شد. دستگاه آزمون ضربه سقوطی در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. مدار کامل نیروسنج دینامیکی (لودسل) طراحی و روی آن نصب گردید. آزمایش ضربه با استفاده از یک ضارب نیم کروی و با سرعت 6.70 m/s، بر روی نمونه های فوم انجام شد. نمودار تغییرات نیرو بر حسب زمان به دست آمد و نتایج حاصله، با نتایج به دست آمده از سنسور پیزوالکتریک مقایسه شد که مطابقت خوبی بین آن ها وجود دارد. پاسخ ضربه به دست آمده برای فوم-کامپوزیتی A356/SiCp، یک پاسخ کم نوسان (حداکثر با 5.8% نوسان) و پایدار است که بیانگر طراحی مناسب ماشین و خروجی قابل اعتماد آن می باشد. هم خوانی رفتار ماده با نتایج محققین دیگر نیز، بر این امر صحه می گذارد. پاسخ مذکور شامل سه ناحیه الاستیک، بار پلاتو و شکست می باشد؛ در ناحیه پلاتو، فوم می تواند تغییرشکل های پلاستیک را در یک بار تقریبا ثابت تحمل نماید. پایان ناحیه پلاتو و شروع ناحیه شکست ماده، در لحظه ای اتفاق می افتد که نرخ انرژی جذب شده توسط فوم کاهش می یابد. مقدار بار پلاتو و انرژی جذب شده که توسط لودسل برآورد شده است، بترتیب برابر با 1.62 kN و 22.04 J بوده که در مقایسه با سنسور پیزوالکتریک، دارای خطای نسبی 1.8 و 7.7 درصد می باشد. مقدار (و درصد) انرژی جذب شده در نواحی الاستیک، پلاتو و شکست بترتیب برابر با 6.07 J (27.5%)، 6.58 J (29.9%) و 9.39 J (42.6%) می باشد.