بررسی عددی و تجربی خواص فشاری هسته‌های شانه‌تخم‌مرغی مورد استفاده در سازه‌های ساندویچی زیست‌تخریب‌پذیر

در این پژوهش رفتار فشاری هسته‌های شانه تخم مرغ مقوایی که به عنوان لایه میانی در ساخت سازه ساندویچی متشکل از لایه‌های بیرونی کامپوزیتی از جنس ماده ترکیبی پلی‌لاکتیک اسید/کنف-کتان استفاده می‌گردد، به صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. باتوجه به سازگاری این هسته‌ها با محیط زیست (زیست تخریب‌پذیر بودن آن‌ها)، استفاده از این نوع هسته‌ها سبب کاهش استفاده از مواد شیمیایی برای ساخت سازه‌های ساندویچی می‌شود. باتوجه به خصوصیت‌هایی همچون استحکام، خواص مکانیکی و عایق بندی آکوستیک بسیار مناسب، شانه‌های تخم مرغ به عنوان لایه‌ی میانی سازه‌های ساندویچی زیست تخریب‌پذیر انتخاب شده‌است. این سازه نسبت به فشار بسیار مقاوم بوده و انرژی زیادی را برای فشرده‌سازی هسته به خود جذب کرده است. مکانیزم خرابی در این لایه میانی، خرد شدن یا له‌شدن لبه‌های بیرونی و خانه‌های مورد تماس با لبه‌های بیرونی می‌باشد. افزایش ضخامت شانه‌های تخم مرغ، تاثیر مستقیمی بر خواص فشرده‌سازی سازه داشته و با دو برابر کردن ضخامت لایه‌ها، مقدار انرژی جذب شده توسط هسته سازه بیش از 100% افزایش یافته است. در بین انواع چیدمان لایه میانی، هسته از نوع شانه‌های تخم مرغ سری (دو شانه تخم مرغ در هم)، نسبت به سایر هسته‌ها به صورت میانگین 49% سفتی، %108 انرژی جذب شده و 128% استحکام بیشتری از خود نشان می‌دهد و این نوع چیدمان نسبت به سایر هسته‌های مطرح شده، کمترین میزان آسیب را متحمل شده‌است.

numerical and experimental investigation on compressive properties of egg box cores in biodegradable sandwich panels

in this study, the compression behavior of cardboard egg box cores with various stacking sequences used in sandwich structures is investigated both experimentally and numerically. a critical requirement of the design is that the structure is compatible with the environment (biodegradable), and its properties have been investigated through compression and tension testing. egg boxes were chosen as the core material for sandwich structures due to their mechanical properties, excellent insulation properties, and strength. also, the core shape in various stacking sequences were modeled in abaqus finite element code to simulate the behavior of the egg box core in compression. the results showed that the surrounding edges of the core were crushed and the truncated top region compressed. the increase in thickness of the egg boxes directly affected the compression properties. by doubling the thickness of the layers, the amount of energy absorbed by the core increased by more than 100%. by comparison of various stacking sequences of the cores, the one with double layers of the egg boxes overlapped showed an increase of 49% in stiffness, 108% in energy absorption, and 128% in strength. according to the results, the tangled arrangement of the second type of the core exhibits the highest load bearing, the greatest energy absorption, and less damage as compared to other core stacking sequences.