اثر ساختار سلولی فوم آلومینیم کامپوزیتی A356-10vol.%SiCبر رفتار شبه استاتیکی کمانش پلاستیک پیشرونده قوطی‌های برنجی پرشده با آن

هدف از پژوهش حاضر بررسی رفتاریک سازه جاذب انرژی ضربه بر مبنای استفاده از ماده پیشرفتهِ فوم فلزی کامپوزیتی با نگرش به همگنی ساختار سلولی فوم است. لذا در این پژوهش ابتدا داخل لوله‌های برنجی cu-zn30wt.%، با قطر داخلی27 میلی‌متر و ضخامت 1 میلی‌متر، از طریق فرایند فرم‌گریپ با فوم‌های کامپوزیت آلومینیم a356-10vol.%sic-xwt.%tih2 با سه درصد وزنی متفاوت tih2 به ترتیب 1، 5/1 و 2 پر شد. سپس مجموعه قوطی و فوم فلزی و هم‌چنین هرکدام به طور مجزا، به عنوان یک سازه جاذب انرژی، تحت بار فشاری و محوری قرار گرفت و رفتار چین خوردگی و کمانش پلاستیک پیشروندی آن‌ها برای چگالی‌های مختلف فوم بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد با کاهش چگالی فوم آلومینیمی a356-10vol.%sic، به ترتیب از 93/0 به 88/0 و 43/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب، میزان جذب انرژی قوطی‌های برنجی پرشده با فوم یاد شده، به ترتیب از 12955 به 13465 و سپس به 11192 ژول تغییر می‌یابد که نشان دهنده جذب انرژی بالاتر نمونه فوم حاوی 5/1 درصد tih2 با چگالی 88/0 است. هم‌چنین نتایج تحلیل تصویری مقطع طولی فوم‌ها با چگالی متفاوت نشان می‌دهد پارامترضریب جوری که در پژوهش حاضر توسعه داده شده است به خوبی می‌تواند اثر غیر همگنی ساختار سلولی فوم را در الگوی کمانش پلاستیک پیشرونده و میزان جذب انرژی لهیدگی نشان دهد.

Effect of Cellular Structure of A356 10 vol.%SiC Composite Aluminum Foam on Progressive Quasi Static Axial Buckling Behavior of Brass Crush Box

In this paper, the behavior of energy absorption of crush boxes, made of Aluminum foam advanced material, was investigated based on foam cellular structure homogeneity. Therefore, thin walled tubes of Cu Zn30wt.%.brass alloy with 27 mm diameter and 1 mm thickness were filled with A356 10vol.%SiC Xwt.%. of TiH2 foam liquid. Foam sles with 1, 1.5, 2wt.%. of TiH2 were prepared by Form Grip into the brass tubes in order to produce crush box .Then the crush boxes as energy absorber elements were compressed by un axial loading and then behaviors of progressive buckling foams were measured. Results showed by decreasing A356 10vol.% SiC foam density from 0.93 to 0.88 and then 0.43 g/cm3, the energy absorption would be changed from 12955 to 13465 and then to 11192 J, respectively. The sle with 1.5wt.% of TiH2 and density of 0.88 g/cm3 had the maximum energy absorption. Also, the results of foams cellular structure images showed that foams of homogenous cellular structure had a sizeable effect on the progressive buckling behavior. We developed a new parameter as sorting coefficient, which can release the foams cellular structure non homogeneity, and change the crush boxes energy absorption during the progressive plastic buckling.