بررسی تجربی و طراحی بهینه سفتی پانل‌های ساندویچی مرتبه دوم با هسته‌های کامپوزیتی موج‌دار

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی تجربی و طراحی بهینه سفتی پانل‌های ساندویچی مرتبه دوم با هسته‌های کامپوزیتی موج‌دار

ارائه دهنده: Provider: ساناز خوش‌لسان

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مهدی شعبان

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر رحمن سیفی - دکتر مهدی کریمی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1400/12/02

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس مکانیک 3 (آنلاین)

چکیده: Abstract: پانل‌های ساندویچی با هسته‌ی کامپوزیتی موج‌دار نوع خاص و نوینی از سازه‌های کامپوزیتی می‌باشند که به دلیل استفاده از مواد کامپوزیتی و شکل منحصربه فردشان(دو صفحه به‌همراه هسته موج‌دار)، در بسیاری از صنایع مانند: صنایع خودروسازی، صنایع ساختمانی و به‌خصوص در صنایع هوافضا(مانند بال هواپیما) و ... کاربرد دارند، که در آن سفتی خمشی، به ازای جرم واحد در مقایسه با صفحات یک‌پارچه بیشتر می‌باشد. همچنین می‌توانند جلوگیری از لرزش و اتلاف انرژی، کنترل سروصدا، مقاومت در برابر ضربه و تکان را فراهم کنند. هسته ممکن است در هندسه‌های مختلفی مانند: مثلثی، ذوزنقه‌ای، سینوسی و سلولی طراحی شود. استفاده از کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف در صفحات و هسته موج‌دار، فضای طراحی را به دلیل تنوع در معماری الیاف، افزایش می‌دهد. به همین دلیل، پارامترهای معماری هندسی، مواد و الیافی که روی سختی، استحکام و سایر خصوصیات صفحات کامپوزیت با هسته موج‌دار تاثیر می‌گذارند، مورد ‌توجه هستند. نوآوری در معماری هندسی پانل‌های ساندویچی با هسته‌ی کامپوزیتی موج‌دار منجر به ایجاد نسل جدیدی از سازه‌ها با سلسله مراتب ساختاری، گردیده است که می‌توانند به طور مطلوبی نسبت سفتی یا استحکام به وزن را نسبت به ساختار پایه خود افزایش دهند. هدف از این پژوهش، بررسی رفتار کششی، برشی و خمشی هسته‌های موج‌دار مرتبه اول و دوم و ارائه یک مدل المان محدود قابل اطمینان براساس نتایج تجربی است. در این تحقیق ابتدا نمونه‌های تجربی تخت بر‌اساس استانداردهای ASTM با روش لایه‌چینی دستی ساخته شد. پس از انجام آزمون کشش بر روی نمونه‌ها، خصوصیات پایه این نمونه‌ها استخراج شده و صحت نتایج مورد تأیید قرارگرفت. در ادامه، نمونه‌های موج‌دار ذوزنقه‌ای مرتبه اول و دوم با استفاده از الیاف شیشه و رزین اپوکسی، ساخته شد و پس از قرارگرفتن تحت آزمون کشش و خمش، نمودار نیرو- جابجایی حاصل از این آزمون‌ها به دست‌آمد. با استفاده از روابط لازم، ضریب برشی این نمونه‌ها محاسبه گردید. همچنین شبیه‌سازی عددی به کمک نرم‌افزار آباکوس انجام شده و صحت نتایج بدست‌آمده تأیید شده‌است. به دلیل زمان‌بر بودن معادله تحلیلی مناسب برای نمونه مرتبه دوم، از طراحی آزمایش(تاگوچی) استفاده شده و معادله درجه 3 نیرو را از مینی‌تب به‌دست ‌آمده‌است که انطباق خوبی با نتایج دارد. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک یک‌بار با در نظرگرفتن تابع نیرو به عنوان تابع هدف و وزن به عنوان قید و بار دیگر با در نظر گرفتن تابع نیرو و وزن به عنوان تابع هدف نمونه بهینه به‌دست می‌آید. بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که نیروی قابل تحمل در هسته موج‌دار مرتبه اول به مراتب بالاتر از هسته‌های مرتبه دوم می‌باشد.

فایل: ّFile: تنزيل فایل