بررسی تخصصی ساندویچ پانل مقاومت کششی ساندویچ پانل و میزان تحمل نیرو های وارده به ساندویچ پانل ، تحمل بار ساندویچ پانل …

در این مقاله قصد داریم تا ساندویچ پانل استاندارد را از نگاهی تخصصی تر بررسی نماییم و مطالب عامیانه در مورد ساندویچ پانل را کنار بگذاریم ، توجه داشته باشید کارخانه های تولید ساندویچ پانل در ایران کمتر از انگشتان یک دست می باشد ! و مطالب و مدارک برای استاندارد های بسیاری از ساندویچ پانل ها فریب کاری و تبلیغات دروغ می باشد ، در آخر در یک آزمایشگاه معتبر مصالح . پلی تکنیک تقریبا همه چیز در مورد ساندویچ پانل مشخص می شود . 

مقدمه : معرفی ساندویچ پانل 

ساندویچ پانل ها در علوم مهندسی از جمله هواپیما ، ساخت و ساز ، صنعت و حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند که در آن سازه های سنگین و یا سبک مورد نیاز است .

به دلیل ناسازگاری خواص سفتی بین ورق های رو و زیر ساندویچ پانل و هسته آن ، ساندویچ پانل ها مستعد از هم پاشیدن هستند ، که این مشکل عمده ای در ساخت ساندویچ پانل  ، به ویژه تحت بارگذاری ضربه ای است . برای افزایش مقاومت ساندویچ پانل ها در برابر این نوع خرابی ، مفهوم ماده درجه بندی شده عملکردی (FGM) در طراحی ساندویچ پانل به طور فعال در حال بررسی است. FGM به یک ماده کامپوزیت ناهمگن با تغییر ترکیب شیب اجزای تشکیل دهنده از یک سطح از ماده به سطح دیگر اشاره می کند که منجر به تغییر مداوم خواص مواد می شود در حال حاضر ، روشهای پردازش پیشرفته ای برای معرفی گرادیان های ترکیبی به سیستم های مختلف مواد توسط دانشمندان مواد در حال توسعه است .

جنبه های مختلف رفتار مکانیکی ساندویچ پانل شامل FGM ها از لحاظ نظری مورد بررسی قرار گرفته است ، اگرچه این هنوز به صورت سیستماتیک اتفاق نمی افتد.

تعدادی از محققان ساختارهای ساندویچی با ورق های FGM را مطالعه کردند ،

به ویژه رفتار و میزان الاستیک ساندویچ پانل ،  و رفتار حرارتی الاستیک

  ساندویچ پانل شامل ورق های پیزوالکتریک و مغناطیسی نیز مورد بررسی قرار گرفتند . 

کیان سازه برای بررسی تأثیر هسته FGM بر عملکرد ساندویچ پانل ، راه حل الاستیسیته سه بعدی را برای یک ساندویچ پانل با ورق های ارتوتروپیک و یک هسته ای که دارای عملکرد درجه بندی شده ایزوتروپیک بوده و تحت بارگذاری عرضی قرار گرفته است ، توسعه داد. تغییرات نمایی مدول یانگ با توجه به جهت عرضی فرض شد. محلول ارتجاعی دو بعدی برای تیرچه ساندویچ با هسته درجه بندی شده توسط Venkataraman و Sankar توسعه یافت . یک عنصر محدود جدید به طور خاص برای تجزیه و تحلیل حرارتی الاستیک ساندویچ پانل با هسته FGM در  پیشنهاد شد. واکنش ضربه ای کم سرعت تیرهای ساندویچی با هسته FGM مورد مطالعه قرار گرفت ، جایی که هم متقارن و هم نامتقارن نسبت به تیرهای سطح متوسط در نظر گرفته شد و تغییرات مدول اصلی یانگ توسط چند جمله ای در ضخامت co نشان داده شد. -نسخه رفتار شکست پویا ساندویچ پانل با هسته FGM به صورت تجربی و عددی در [۶] مورد بررسی قرار گرفت. از فوم های نحوی کسرهای حجمی مختلف به عنوان مواد اصلی استفاده شد ، با تغییر مدول یانگ هسته نزدیک به دو خطی. ژو و سانکار  پاسخ ساندویچ پانل به هدایت حرارتی گذرا را مورد مطالعه قرار دادند. باز هم ، تغییر مدول اصلی یانگ با چند جمله ای در مختصات ضخامت نشان داده شد. یک تحقیق تجربی در مورد شکست تیرهای ساندویچی که از لحاظ عملکردی درجه بندی شده اند و تحت خمش سه نقطه ای قرار گرفته اند ، توسط آویلا انجام شده است . کاربرد مفهوم مواد “درجه بندی ساختاری” برای تیرهای ساندویچی با اتصالات بین مواد مختلف هسته ای به صورت تجربی و با استفاده از مدل سازی عناصر محدود مورد بررسی قرار گرفت. شایان ذکر است که جدا از راه حل کیان سازه ، تمام مطالعات فوق در زمینه نظریه کشش دو بعدی انجام شده است.

در این مقاله ، یک ساندویچ پانل با هسته درجه بندی شده عملکردی تحت بارگذاری عرضی در زمینه نظریه کشش سه بعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. مدول یانگ هسته فرض می شود که از نظر ضخامت به صورت نمایی متفاوت است. تجزیه و تحلیل از محلول ارتجاعی سه بعدی برای یک صفحه مستطیلی درجه بندی عملکردی استفاده می کند . بر اساس راه حل سه بعدی توسعه یافته ، مطالعه مقایسه ای دو نوع ساندویچ پانل

برای بررسی تأثیر شیب سختی در هسته بر زمینه های تنش و جابجایی

در ساندویچ پانل ها انجام می شود.

تکه های بخش فرمول مسأله (ساندویچ پانل)

یک ساندویچ پانل به طول a ، عرض b و ضخامت کل h0 = 2h به یک سیستم مختصات دکارتی xyz ارجاع داده می شود ، به طوری که ۰ ⩽ x ⩽ a ، ۰ ⩽ y ⩽ b ، −h ⩽ z ⩽ h. ضخامت هسته ۲hc است و ضخامت صفحات hf hf است. فرض می شود که پانل از نظر وسط صفحه z (2) = 0 متقارن است و از چهار لایه (k = 1 ،… ، ۴) تشکیل شده است ، با هسته تقسیم شده به دو لایه (k = 2 ، ۳) برای به خاطر راحتی ؛ موقعیت ورق چهره/رابط های هسته با z (1) = −hc و z (3) = hc (شکل ۱a) مشخص شده است.

راه حل (ساندویچ پانل)

برای یک ماده ناهمگن همسانگرد با مدول برشی G = G (z) و نسبت پواسون ν = ν (z) که فقط به مختصات عرضی z بستگی دارد ، معادلات تعادلی سه بعدی از نظر جابجایی در [ ۲۵] ، و راه حل های کلی برای آنها ارائه شد. نشان داده شد که جابجایی ها همیشه می توانند بر اساس دو تابع بیان شوند که به ترتیب معادلات دیفرانسیل جزئی خطی درجه دوم و چهارم را برآورده می کنند.

نتایج و بحث (ساندویچ پانل)

راه حل توسعه یافته سه بعدی برای یک ساندویچ پانل با هسته درجه بندی شده عملکردی را می توان با مقایسه با محلول های سه بعدی موجود در ادبیات ، به عنوان مثال با محلول برای یک صفحه همگن ایزوتروپیک اعتبار بخشید [۲۶] ، [۲۷]. تنش ها و جابجایی ها در صفحه همگن را می توان از محلول پیشنهادی برای یک ساندویچ پانل با تنظیم عددی γ (k) → ۰ در معادله بدست آورد. (۱۴a) ، (۱۴b) ، (۱۴c) ، (۱۵a) ، (۱۵b) ، (۱۵c) ، (۱۵d) ، (۱۵e) ، (۱۵f). جدول ۱ نشان می دهد

نتیجه گیری (ساندویچ پانل)

در مقاله حاضر ، تغییر شکل الاستیک ساندویچ پانل با هسته درجه بندی شده در زمینه نظریه کشش سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. مدول یانگ هسته فرض می شود که از نظر ضخامت به صورت نمایی متفاوت است و نسبت پواسون ثابت است. این رویکرد از راه حل کلی معادلات تعادلی برای محیط های ناهمگن همسانگرد قبلاً [۲۵] و کاربرد اخیر آن برای صفحات درجه بندی شده با

تصدیق (ساندویچ پانل)

تجزیه و تحلیل تیرهای ساندویچ پانل  با هسته سازگار و با سختی درون هوا نظریه ساندویچ پانل در برابر کشش با مرتبه بالا

یک تئوری جدید مرتبه بالا برای تیرهای ساندویچی الاستیک ارتوتروپیک تدوین شده است. این نظریه جدید فرمت نظریه ساندویچ پانل مرتبه بالا (HSAPT) است و شامل سختی درون صفحه است. در این نظریه ، که در آن تراکم پذیری هسته نرم در جهت عرضی نیز در نظر گرفته می شود ، میدان جابجایی هسته همان ساختار عملکردی نظریه ساندویچ پانل مرتبه بالا را دارد. از این رو ، جابجایی عرضی در هسته در مختصات عرضی مرتبه دوم و جابجایی های درون صفحه در مختصات عرضی مرتبه سوم دارند. تازگی این نظریه این است که اجازه می دهد تا سه مختصات کلی در هسته (جابجایی محوری و عرضی در مرکز هسته و چرخش در مرکز هسته) به جای تنها یک (جابجایی عرضی وسط) که معمولاً در آن اتخاذ می شود ، اجازه می دهد. سایر نظریه های موجود در مقایسه با محلول ارتجاعی ثابت شده است که این رویکرد به دقت بالاتری منجر می شود ، به ویژه در مورد هسته های سفت تر ، که در این موارد سایر مدلهای محاسباتی ساندویچی موجود نمی توانند میدان تنش درگیر را به درستی پیش بینی کنند. بنابراین ، این نظریه ، که به عنوان “نظریه ساندویچ پانل مرتبه بالا” (EHSAPT) شناخته می شود ، می تواند با هر ترکیبی از ورق های اصلی و صورت و نه تنها هسته های “نرم” مورد نیاز دیگر نظریه ها مورد استفاده قرار گیرد. این نظریه به گونه ای مشتق شده است که تمام شرایط پیوستگی جابجایی ورق اصلی/صورت برآورده می شود. معادلات حاکم و همچنین شرایط مرزی از طریق یک اصل تنوع مشتق می شوند. روش راه حل تشریح شده است و نتایج عددی برای مورد ساده بارگیری توزیع عرضی برای چندین پیکربندی معمولی ساندویچ تولید می شود. این نتایج با نتایج مربوطه از محلول کشش مقایسه می شود. علاوه بر این ، نتایج با استفاده از مدل ساندویچ کلاسیک بدون برش ، برش مرتبه اول و HSAPT قبلی نیز برای کامل بودن ارائه شده است. مقایسه بین این نتایج عددی نشان می دهد که راه حل نظریه فعلی از نظر جابجایی و تنش یا کرنش ها ، به ویژه کشش ، به ویژه توزیع تنش برشی در هسته برای طیف وسیعی از هسته ها بسیار نزدیک است. در نهایت ، باید توجه داشت که این نظریه برای ساندویچ پانل با طرح هندسی عموماً نامتقارن تدوین شده است.