معرفی ساختارهای ساندویچی نوین مبتنی بر چندلایه‌های الیافی-فلزی (fmls) و هسته بالسا برای استفاده در سازه‌های دریایی

امروزه ساختارهای ساندویچی متشکل از هسته بالسا و پوسته‌های کامپوزیتی به طور گسترده‌ای در تولید سازه‌‌های دریایی سبک‌وزن و مستحکم مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، بالسا به عنوان یک ماده آب‌دوست به رطوبت حساس بوده و نفوذ رطوبت از طریق پوسته‌های کامپوزیتی آسیب‌دیده به درون ساختارهای ساندویچی منجر به جذب آب شدید، فساد هسته بالسا و بروز تورق در ناحیه اتصال پوسته به هسته خواهد شد. در این پژوهش به منظور بهبود تحمل آسیب ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا، ایده استفاده از چندلایه‌های الیافی-فلزی بجای پوسته‌های کامپوزیتی مطرح شده است. به این ترتیب، پس از ارزیابی رفتار جذب آب این نوع ساختارهای ساندویچی، نمونه‌های ساخته شده از هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی تحت بارگذاری فشاری قرار گرفته و مقادیر بحرانی کمانش تعیین شد. علاوه بر این، جهت تعیین میزان تاثیر پوسته بر خواص مکانیکی این نوع ساختارها، نمونه‌هایی با هسته مشابه و پوسته کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه/اپوکسی نیز تهیه شده و تحت آزمایش‌های مشابه قرار گرفتند. نتایج آزمون‌های تجربی نشان می‌دهد که ساختارهای ساندویچی با هسته بالسا و پوسته چندلایه الیافی-فلزی در مقایسه با انواع متداول ساختارهای ساندویچی با پوسته کامپوزیتی جذب آب کمتر و رفتار مکانیکی بسیار مناسب‌تری از خود بروز می‌دهند.

Introducing Novel Sandwich Structures Based on Fiber Metal Laminates (FMLs) and Balsa Core for Marine Structures

Nowadays, sandwich structures based on balsa core and composite skins are widely used in the production of lightweight and highstrength marine structures. However, Balsa, as a hydrophilic material, is sensitive to moisture, and penetration of moisture through damaged composite skins into the sandwich structures will result in severe water uptake, balsa core decay, and delamination in skin/core interface. In order to improve the damage tolerance of sandwich structures with balsa core, the idea of using fiber metal laminates (FMLs) instead of composite skins has been proposed in this research. In this way, following the evaluation of the water absorption behavior of these types of sandwich structures, the specimens made of balsa core and FMLs skins were subjected to compressive loading and critical buckling values were determined. In order to investigate the effect of the skin on the mechanical properties of these structures, the specimens with similar core and composite skins made of glass/epoxy were also prepared and subjected to similar experiments. Experimental results show that sandwich structures with balsa core and FMLs skins exhibit less water absorption and much better mechanical behavior than conventional sandwich structures with composite skins.