بررسی تأثیر پارامترهای هندسی لایه ها بر شکل پذیری ورق های ساندویچی آلومینیم/پلی‌یورتان/آلومینیم

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

امروزه ورق‌های ساندویچی با هسته پلیمری، جایگزین بسیاری از کاربردهای ورق‌های تک‌لایه در صنایع مختلف شده‌اند. رفتار پیچیده ورق‌های ساندویچی درحین تغییر شکل و میزان تغییر شکل آنها تا حد پارگی، نیاز به بررسی شکل‌پذیری این ورق‌ها را روزافزون می‌سازد. در این پژوهش به بررسی تأثیر پارامترهای هندسی لایه‌ها بر شکل‌پذیری ورق‌های ساندویچی آلومینیم/پلی‌یورتان/آلومینیم پرداخته شده است. برای بررسی شکل‌پذیری ورق‌های ساندویچی، آزمایش اتساع با سنبه نیم‌کروی انجام شد و تأثیر پارامترهای هندسی لایه‌ها از جمله ضخامت هسته و نحوه چیدمان لایه‌ها درون قالب فلزی بر شکل‌پذیری ورق ساندویچی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با استفاده از روش المان محدود نیز میزان شکل‌پذیری این ورق‌ها حاصل گردید. پس از تأیید مدل المان محدود مشاهده شد که خروجی‌های کرنش در روش المان محدود بین 7 تا 15 درصد با نتایج تجربی اختلاف دارند که مناسب به نظر می‌رسد. نتایج حاصل از روش تجربی و شبیه‌سازی المان محدود نشان دادند که با افزایش ضخامت هسته ورق ساندویچی، شکل‌پذیری کاهش پیدا می‌کند. همچنین ثابت شد که چیدمان لایه‌ها درون قالب فلزی نقش مهمی در شکل‌پذیری ورق‌های ساندویچی ایفا می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Jalali Aghchai A, Shakeri M, Mollaei-Dariani B (2008) Theoretical and experimental formability study of two-layer metallic sheet (Al1100/St12). Proc IMechE Part B: J Engineering Manufacture 222(9): 1131-1138.

[2] Han TS, Billington SL (2003) Delamination buckling and propagation analysis of honeycomb using a cohesive element approach. Int J Fracture 115(2): 101-123.

[3] بیگلری ف­ر، میرزالو و (1386) بررسی فرآیند نورد ورق ساندویچی با روش المان محدود و مقایسه آن با نتایج روش قاچی. دومین کنگره بین المللی مهندسی ساخت ­و تولید ایران. دانشگاه علم و صنعت ایران.

[4] رجبی ع، کدخدایان م (1389) تحلیل المان محدود ورق­های فلز-کامپوزیتی در فرآیند کشش عمیق و مقایسه آن با نتایج تجربی. یازدهمین کنفرانس مهندسی ساخت ­و تولید ایران.  دانشگاه تبریز.

[5] Contorno D, Filice L, Fratini L, Micari F (2006) Forming of aluminum foam sandwich panels: Numerical simulations. J Mater Process Tech 177: 364–367.

[6] Sokolova OA, Carradò A, Palkowski H (2011) Metal–polymer–metal sandwiches with local metal reinforcements: a study on formability by deep drawing and bending. Compos Struct 94: 1-7.

[7] Jalali Aghchai A, Shakeri M, Mollaei Dariani B (2013) Influences of material properties of components on formability of two-layer metallic sheets. Int J Adv Manuf Technol 66: 809-823.

[8] جلالی ع، شاکری م، ملایی داریانی ب (1387) بررسی و تحلیل تئوری و تجربی شکل­پذیری ورق دولایه فلزی Al1100-St12 با استفاده از مدل لایه معادل. نهمین کنفرانس مهندسی ساخت­وتولید ایران. دانشگاه بیرجند.

[9] Momčilović N, Motok M (2009) Estimation of Ship Lightweight Reduction by Means of Application of Sandwich Plate System. FME Transactions 37: 123-128.

[10] Kennedy DJL, Dorton RA, Alexander SDB (2002) The sandwich plate system for bridge decks. International Bridge Conference, Pittsburgh, USA.

[11] Kim KJ, Kim D, Cohi SH, Chung K, Shin KS, Barlat F, Oh KH, Youn JR (2003) Formability of AA5182/polypropylene/AA5182 sandwich sheets. J Mater Process Tech 193: 1-7.

[12] Hosford WF (2005) Mechanical Behavior of Materials. Cambridge University Press, New York.

[13] Hosford WF, Caddel RM (2011) Metal forming mechanics and metallurgy. 4th edn. Cambridge University Press.

 [14] جلالی آقچای ع (1387) بررسی و تحلیل تئوری و تجربی شکل­پذیری ورق­های دولایه. رساله دکتری. دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران.

 

[15] Habibi Parsa M, Ettehad M, Nasher Al Ahkami S (2009) FLD Determination of AL3105/ Polypropylene/AL3105 Sandwich Sheet using numerical calculation and experimental investigations. Int J Mater Form 2(1): 407-410.

[16] Liu J, Liu W, Xue W (2013) Forming limit diagram prediction of AA5052 / polyethylene / AA5052 sandwich sheets. Mater Design 46: 112-120.

[17] ASM Handbook (1991) Vol 04, Heat Treating. 10th edn.

[18] ISO 4588:1989, Adhesives - Preparation of metal surfaces for adhesive bonding, 1995.

[19] ASTM International (2008) ASTM E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Material.