بررسی رفتار تغییر شکل فشاری تک محوره و خمش سه نقطه ای ساندویچ پنل آلومینیمی با هسته فوم سلول بسته A356

امروزه فوم های فلزی سلول بسته به عنوان یک ماده پیشرفته در حال توسعه هستند. در پژوهش حاضر از فوم سلول بسته آلیاژ آلومینیم a356 به عنوان هسته ساندویچ پنل با ورق های آلومینیم، استفاده شده است. سپس رفتار تغییر شکل پلاستیک فشاری تک محوره و همچنین خمش 3 نقطه، تختال فومی و ساندویچ پنل فومی به روش ریخته گری بررسی شدند. بر اساس منحنی های نیروجابجایی بدست آمده از هر دو آزمون، انرژی جذب تغییر شکل فشاری و خمشی اندازه گیری شده و با بررسی استریوگراف و متالوگرافی دیواره های سلولی فوم ها، مکانیزم تغییر شکل تعیین شد. ساختار فوم؛ طی آزمون فشار؛ برای ساندویچ پنل ها و تختال های فومی، رفتار یکسان خرد شدن دیواره سلولی را نشان دادند. اما ساندویچ پنل ها طی خمش، دو رفتار متفاوت بسته به ساختار هسته فومی از خود نشان دادند. یک از رفتارها لولای پلاستیک و خم شدن یو شکل آنها؛ حول میله افقی اعمال فشار در آزمون خمش و دیگری پاره شدن ورق پایینی ساندویچ پنل بود. از اینرو انرژی ساندویچ پنل ها و تختال ها در کرنش تخریب سازه ها، اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد استحکام فشاری ساندویچ پنل فومی تقریبا برابر تختال فومی است. همچنین تنش خمشی ساندویچ پنل 5/3برابر بیشتر از تختال آن است. منتهی انرژی جذب ویژه طی تغییر شکل پلاستیک محوری تا کرنش 7/38 درصد؛ در تختال ببیشتر از تمام ساندویچ پنل ها است. اما امقادیر نرژی جذب ویژه؛ طی آزمون خمش؛ باتوجه به مد تخریب ساختار پنل ها؛ نشان داد، انرژی جذب ویژه ساندویچ پنل ها با تخریب از نوع لولای پلاستیک، از همه بیشتر است. نتایج این تحقیق نشان می دهد؛ بسته به تنوع تخریبِ ساختار سلولی هسته فومی، میزان جذب انرژی متفاوت است.

Assessment of plastic deformation of the A356 foam sandwich panel during compression and bending tests

In present study closed cell aluminum A356 metal foam used as sandwich panel core with aluminum surface sheets. Then the uniaxial compressive plastic behavior and threepoint bending behavior of foam slab and sandwich panel were studied. According to forcecross head displacement curves of compressive and threepoint bending tests, the absorbed compressive and bending energy were calculated and by analyzing structure and metallography of cell walls, the deformation mechanism was estimated. Foam’s structure; in compressive test; showed same crushing behavior of cell walls for foam slabs and sandwich panels. However, sandwich panels showed two different behaviors due to core structure of foam in threepoint bending test. First one was plastic hinges and U shape bending, around compression mandrel in threepoint bending test and the other one was tearing of bottom face sheet of sandwich panel. Hence the absorption energy of sandwich panel and slab foams were calculated. The results show that sandwich panel and slab foam have almost same compressive strength. Also sandwich panel bending strength was 5.3 times greater than slab foam. However, absorbed energy in the longitudinal plastic deformation up to 7.38 % strain for slab foam was greater than sandwich panel. However, characteristic absorb energy during threepoint bending test and according to disruption of panel structure mode showed that sandwich panel failure with plastic hinges had higher characteristic absorption energy.