مقایسه دو مدل برای پیش‌بینی حالت تخریب تیر ساندویچی با هسته فوم آلومینیوم در دماهای بالا

در این مقاله، از دو مدل گیبسون تعمیم­یافته و مونتانینی جهت پیش­بینی رفتار تخریب تیر ساندویچی با هسته فوم آلومینیوم در دمای بالا، استفاده شده است. به این منظور، ابتدا دو مدل مذکور شامل خصوصیات هندسی و فیزیکی جهت بیان حالت تخریب تیر، در نظر گرفته شد. سپس نمودار نیروی تخریب تیر بر حسب مشخصات هندسی تیر و دما، با استفاده از دو مدل موجود استخراج شده و با داده­های تجربی در دسترس مقایسه شدند. داده­های نظری و تجربی، توافق خوبی با یکدیگر داشتند. در هر دو مدل، مشاهده می­شود که نیروهای تخریب نظری، با افزایش ضخامت هسته و رویه افزایش یافته و با افزایش فاصله تکیه­گاه­ها کاهش می­یابند. همچنین بر اساس نتایج هر دو مدل، بار حدی با افزایش دما کاهش می­یابد. در مدل مونتانینی تغییر شکل نامتقارن تیر (با وجود تقارن هندسی و بارگذاری) درنظر قرار می­گیرد و این در حالی است که در مدل گیبسون این موضوع دارای توجیه خاصی نیست.  از طرفی در مدل مونتانینی در دماهای بالا، نیروی تجربی حد تخریب به نیروی تخریب پیش­بینی شده در یکی از حالات تخریب (حالت iib) نزدیکی بیشتری دارد و این در حالی است که در مدل گیبسون در دماهای بالا، نیروی تجربی در فاصله میانی دو حالت تخریب قرار گرفته و در برخی از محدوده­های دمایی، صراحتاً نمی توان در زمینه حالت تخریب اظهار نظر نمود. در عین حال یکی از نقاط ضعف مدل مونتانینی نسبت به مدل گیبسون، عدم پیش بینی حالت تخریب تسلیم رویه است.

Comparison of two models for predicting the failure mode of aluminum foam core sandwich beams at high temperatures

In this paper, the two models of modified Gibson and Montanini are used to predict failure behavior of sandwich beams with aluminum foam core at high temperatures. First, the geometrical and physical properties of the two models were considered to describe failure mode of the sandwich beam. Next, the failure load diagram of the beam in terms of beam geometrical properties as well as temperature was obtained using these two modelsand the results were compared with available experimental data. A good agreement was observed between theoretical results and experimental data. In both models, it can be seen that the theoretical failure loads are enhanced by increasing face and core thicknesses and are reduced by increasing the span length. Moreover, according to the results of the two models, failure loads decrease with the temperature rise. In the Montanini model, the asymmetric deformation of the beam is considered (despite the geometrical and loading symmetry), while the Gibson's model has no justification about it. Besides, in Montanini model at high temperatures, the amount of experimental failure load is closer to the load of one of the modes (mode 118). However, in Gibson's model at high temperatures, the amount of experimental load is between failure load in two modes and the failure mode cannot be clearly specified in some temperature ranges. However, one of the drawbacks of the Montanini model as compared with Gibson's model, is the lack of prediction of the face yield failure mode.