مطالعه تجربی ویژگی جذب انرژی ساختار لانه‌‌زنبوری پرشده با فوم الهام‌گرفته از گل آفتابگردان تحت بارگذاری خارج از صفحه

این پژوهش ساختار لانه‌زنبوری گرادیانی جدیدی را به عنوان جاذب انرژی معرفی می‌کند که الگوی تکرار سلول‌های واحد آن از گل آفتابگردان الهام گرفته‌شده‌است. همچنین به ارزیابی و مقایسه مولفه‌های ضربه‌پذیری و تغییرشکل این ساختار با ساختار لانه‌زنبوری سنتی می‌پردازد. در این پژوهش اثر پرکردن ساختار مشبک لانه‌زنبوری با فوم پلی‌اورتان سخت بر جذب انرژی و استحکام ساختار مورد مطالعه قرارگرفته‌است. در ابتدا چهار نوع لانه‌زنبوری با پرینتر سه‌بعدی fdm با ابعاد 70×70×70 میلی‌متر با جنس پلی لاکتیک اسید (pla) ساخته شد. سپس فوم دو جزئی پلی‌اورتان به فضای خالی میان سلول‌ها تزریق شد، در ادامه نمونه‌ها تحت بارگذاری فشاری شبه‌استاتیکی قرار گرفتند و نمودار نیرو-جابه‌جایی حاصل از آزمایش استخراج شد. در نهایت به بررسی مولفه‌های ضربه‌پذیری، مانند جذب انرژی، جذب انرژی ویژه و بازده نیروی لهیدگی پرداخته شده‌است. نتایج تحلیل تجربی نشان ‌داد ساختار پیشنهادی لانه‌زنبوری الهام گرفته از گل آفتابگردان با افزایش 4 و 6 درصدی جذب انرژی ویژه و بازده نیروی لهیدگی، عملکرد بهتری نسبت به ساختار لانه‌زنبوری ‌سنتی در کاربردهای جذب انرژی دارد. همچنین به کارگیری فوم پلی‌اورتان در ساختارهای مشبک لانه‌زنبوری سنتی و لانه‌زنبوری الهام گرفته از گل‌آفتابگردان باعث افزایش 16 و 10 درصدی جذب انرژی و میانگین نیروی لهیدگی شد که نشان از افزایش استحکام و بهبود عملکرد آن دارد.

experimental study of energy absorption characteristic of sunflower-inspired foam-filled honeycomb structure under out-of-plane loading

this research introduces a novel gradient honeycomb structure as an energy absorber inspired by the sunflower pattern. it evaluates and compares the crashworthiness parameters and deformation mode of this structure with traditional honeycomb structures. in this research, the effect of filling the honeycomb lattice structure with rigid polyurethane foam on energy absorption and structural strength is investigated. initially, four types of honeycomb samples with dimensions of 70×70×70 mm were fabricated using an fdm 3d printer with polylactic acid (pla) material. subsequently, two-component polyurethane foam was injected into the space between the cells. next, the samples were subjected to quasi-static compressive loading, and the force-displacement diagram obtained from the test was extracted. finally, crashworthiness parameters such as energy absorption, specific energy absorption, and crushing force efficiency have been investigated. experimental results demonstrated that the proposed sunflower-inspired honeycomb structure exhibited a 4% and 6% increase in specific energy absorption and crushing force efficiency, respectively, compared to traditional honeycomb structures in energy absorption applications. additionally, the use of polyurethane foam in both conventional and sunflower-inspired honeycomb lattice structures led to a 16% and 10% increase in energy absorption and average crushing force, respectively, indicating increased strength and improved performance.