بررسی آزمایشگاهی خواص بالستیک سازه های ساندویچی با رویه های کامپوزیتی فلز-فایبر و هسته فوم ترکیبی تقویت شده با نانولوله های کربنی

در این مقاله خواص بالستیک سازه-های ساندویچی با رویه‌های کامپوزیتی فلز-‌فایبر و هسته فوم ترکیبی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. برای ساخت فوم ترکیبی از رزین اپوکسی و میکروبالن‌های شیشه‌ای با کسرحجمی %30، %40 و %55 استفاده شده است. علاوه بر این، یک سری نمونه تقویت شده با کسرحجمی %40 میکروبالن و %4 نانولوله کربنی چند جداره نیز ساخته شده است. رویه‌های کامپوزیتی فلز-فایبر نیز در هر طرف از یک لایه آلومینیوم و دو لایه کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه تشکیل شده است. سازه‌ها با استفاده از دستگاه تفنگ گازی و پرتابه سرمخروطی تحت آزمایش ضربه سرعت بالا قرار گرفته‌اند. از نتایج این آزمایش‌ها برای بررسی اثر کسرحجمی میکروبالن و تقویت هسته فوم ترکیبی با نانولوله کربنی بر پارامترهای رفتار بالستیک سازه از جمله سرعت باقیمانده پرتابه، سرعت حد بالستیک و انرژی نفوذ سازه استفاده شده است. نتایج نشان داده است که افزایش کسرحجمی میکروبالن تا %40 موجب کاهش سرعت باقیمانده پرتابه و افزایش سرعت حد بالستیک و انرژی نفوذ سازه می‌شود. در حالیکه با افزایش بیشتر کسرحجمی میکروبالن، این اثر معکوس شده است. همچنین نتایج به دست آمده نشان دهنده تاثیر قابل توجه تقویت هسته فوم ترکیبی با نانولوله‌های کربنی بر خواص بالستیک این سازه بوده است.

experimental investigation of ballistic properties of sandwich structures with syntactic foam core and fiber-metal laminate skins

in this paper, an experimental investigation was conducted to study the ballistic properties of sandwich structures with fiber-metal laminate skins and reinforced syntactic foam core with carbon nanotubes. the syntactic foam was produced using epoxy resin and glass microballoon with volume fractions of 30%, 40%, and 55%. in addition, a series of reinforced samples was created using 40% volume fraction of microballoon and 4% multi-walled carbon nanotubes. the composite fiber-metal laminate skins on each side of the cores were made of one aluminum layer sheet and two layers of glass fiber reinforced polymer composite (gfrp). the structures were subjected to high-velocity impact tests using a gas gun and a conical head projectile. the results were analyzed to determine the effects of microballoon volume fraction and carbon nanotubes reinforced foam on the ballistic behavior of sandwich structures. the experiments showed that increasing microballoon volume fraction up to 40% decreased the projectile residual velocity and increased the ballistic limit velocity and penetration energy. furthermore, reinforcing syntactic foam with carbon nanotubes significantly affected the ballistic properties of the structure.