بررسی تجربی و عددی تاثیر جنس، قطر و تعداد تقویت‌ کننده سیم فلزی به ‌عنوان تقویت ‌کننده در هسته‌های فومی پنل ‌های ساندویچی بر استحکام خمشی

در این مطالعه، تاثیر پارامترهای مختلف سیم های فلزی در هسته های فومی پنل های ساندویچ به عنوان تقویت کننده جهت بهبود خواص خمشی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا سه پارامتر تعداد سیم‌ها (در مقیاس 1، 2و 3 عدد سیم)، جنس سیم (آلومینیومی، آهنی و فولادی) و قطر آن‌ها (0.75، 1 و 1.5 میلی‌متر) به‌عنوان پارامتر تاثیرگذار ورودی و استحکام خمشی، مدول و استحکام به وزن سازه به‌عنوان پارامترهای خروجی طراحی آزمایش انتخاب‌شده‌اند. به‌منظور ارزیابی پارامترها پس از صحه‌گذاری بر مدل عددی با استفاده از نمونه اولیه‌ی ساخته‌شده، اقدام به طراحی آزمایش توسط نرم‌افزار مینی تب (روش تاگوچی) و انجام شبیه‌سازی آزمون‌های پیشنهادی توسط نرم‌افزار آباکوس شده است. درنهایت پس از واردکردن اطلاعات به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار مینی تب، نمونه بهینه یابی شده انتخاب، ساخته و با نمونه تولیدشده‌ی بدون تقویت‌کننده سیمی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که نمونه بهینه با اولویت استحکام به وزن شامل سه عدد سیم در هر طرف، جنس سیم فولادی و قطر یک میلی‌متر می‌باشد. همچنین با افزایش تعداد و قطر سیم‌ها استحکام بالاتر رفته اما در بررسی استحکام به وزن نمونه ‌این رابطه همیشه صحیح نیست. افزایش خواص سیم مورد استفاده باعث افزایش استحکام کلی پانل ساندویچی می‌شود. در نهایت نتایج نشان داد استحکام خمشی ساندویچ پانل تقویت‌شده با سه عدد سیم فولادی حدود 43 درصد، مدول خمشی حدود 80 درصد، استحکام خمشی ویژه به مقدار 21 درصد و مدول خمشی ویژه 54 درصد افزایش می‌یابد.

numerical and experimental analysis of the effect of material, diameter and number of wires as the reinforcements of the foam core in the bending strength of sandwich panels

in this study, we've investigated the impact of various metallic wire parameters used to reinforce the foam cores of sandwich panels and improve bending properties. the study focused on three key parameters: the number of wires (1, 2, and 3), wire materials (aluminum, iron, and steel), and their diameters (0.75 mm, 1 mm, and 1.5 mm). these parameters were input variables, with specific bending strength and structural modulus as the output variables for the experimental design. to evaluate these parameters, a numerical model was initially validated using a physical prototype. an experiment was then designed using mini tab software, applying the taguchi method, and the proposed tests were simulated using abaqus software. results showed that the optimal configuration, prioritizing strength-to-weight ratio, included three 1-mm diameter steel wires on each side. as the number and diameter of wires increased, overall strength generally improved, although this relationship may not always apply when assessing strength-to-weight ratios. improving the wire's mechanical properties enhanced the structural strength. for example, the bending strength of the sandwich panel reinforced with three 1-mm diameter steel wires increased by about 43%, the bending modulus by approximately 80%, the specific strength-to-weight ratio by 21%, and the special bending modulus by 54%