تحلیل عددی و تجربی استحکام کمانشی سازه استوانه ای مشبک کامپوزیتی قبل و بعد از اعمال ضربه عرضی سرعت پایین

در چند دهه گذشته، مواد کامپوزیتی به دلیل استحکام و سفتی ویژه بالا مورد توجه و علاقه محققین درباره سازه های سبک قرار گرفت. در این بین، سازه های مشبک و تقویت شده کامپوزیتی به عنوان یک ساختار بسیار کارآمد، به خصوص در تحمل بارهای فشاری محوری مطرح شدند. در این پژوهش، چند هدف اصلی دنبال شده است: (1) آنالیز استوانه مشبک کامپوزیتی تحت بار محوری فشاری، (2) آنالیز استوانه مشبک کامپوزیتی تحت بار ضربه عرضی سقوط آزاد و مطالعه آسیب ناشی از آن، (3) آنالیز اثر ضربه عرضی سقوط آزاد بر حداکثر استحکام سازه در بارگذاری محوری فشاری. برای نیل به اهداف فوق، از روش المان محدود و روش تجربی استفاده شده است. در روش المان محدود، از نرم افزار آباکوس برای تعیین حداکثر مقدار قابل تحمل بار محوری فشاری توسط سازه و همچنین پاسخ ضربه عرضی، جذب انرژی سازه و آسیب ناشی از ضربه استفاده شده است. در روش تجربی، ابتدا به ساخت دو نمونه استوانه مشبک کامپوزیتی از جنس کولار/ اپوکسی پرداخته شده است. سپس این نمونه ها مورد بارگذاری ضربه عرضی و آزمون بار محوری فشاری (قبل و بعد از اعمال ضربه و بروز آسیب) قرار گرفته اند. در نهایت، نتایج این دو روش، شامل نیرو و زمان برخورد و ناحیه آسیب دیده، با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که علی رغم اینکه ضربه سقوط آزاد (با یک انرژی معلوم) به سازه آسیب می زند، ولی سبب افت قابل ملاحظه ای در حداکثر استحکام استوانه مشبک، در بارگذاری محوری فشاری نمی شود.