تخمین استحکام باقی‌مانده ساندویچ پانل‌های پلیمری الیاف شیشه– پلی‌استر با هسته فوم پلی‌اورتان به کمک‌ آکوستیک امیشن

امروزه کاربرد کامپوزیت های پایه پلیمری و ساندویچ پانل ها به علت وزن پایین تر و خواص مکانیکی بهتر نسبت به فلزات در صنایع مختلفی مانند خودروسازی و صنایع دریایی رو به افزایش است. تشخیص شروع شکست و بررسی مکانیزم شکست در کامپوزیت ها و به خصوص ساندویچ پانل ها از موارد به روز تحقیق است. در این پژوهش از روش آزمون غیرمخرب آکوستیک امیشن برای تخمین استحکام باقی مانده ساندویچ پانل کامپوزیتی پلی استر/الیاف شیشه با فوم پلی اورتان با سه نوع لایه چینی مختلف استفاده شده است. نمونه های ساندویچی تحت ضربه سرعت پایین در سه سطح انرژی مختلف قرار گرفته و سپس با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای استحکام خمشی آنها با بهره گیری از آکوستیک امیشن مورد ارزیابی قرار گرفته است. با تحلیل همزمان داده های آکوستیک و نمودارهای نیرو جابه جایی در آزمون خمش و ارتباط آنها، تخمین استحکام باقی مانده ای از ساندویچ پانل هایی که از ضربات با انرژی های مختلف دچار پیش آسیب شده اند، به دست آمده است. بدین منظور از انرژی انباشته آکوستیک حین خمش و تابع سنتری به دست آمده از نمودارهای نیرو جابه جایی استفاده شده و با مقایسه با نمونه سالم و بدون پیش عیب صحه گذاری شده است. بررسی نتایج تجربی آزمون خمش ارتباط دقیق مابین داده های تابع سنتری به عنوان شاخص جدید استحکام باقی مانده و انرژی انباشته داده های آکوستیک که حاوی اثرات مکانیزم های مختلف شکست است را نشان داد. در مقایسه با نمونه با لایه چینی ترکیبی عمود بر هم 90درجه و زاویه دار 45درجه با حداکثر پیش ضربه 60ژول نسبت به نمونه بدون پیش آسیب، بیشترین اُفت استحکام معادل با 27% را نشان داد.

Estimating the Residual Strength of Polyurethane Foam Core Sandwich Panels with Fiber Glass- Polyester Skin Using Acoustic Emission

Today, application of polymeric composites and sandwich panels has increased in the industry due to their lower weight to volume ratio and also better mechanical properties in comparison with metals used in automotive and marine industries in diverse structures. Detection of failure initiation and examination of failure mechanism in composites, especially for sandwich, panels are state of art. In this research, the Acoustic Emission (AE), as a nondestructive testing method, was applied to estimate the residual strength of the polyester/glass fiber sandwich pannel with polyurethane foam with 3 different layup techniques. Sandwich panels were placed in 3 different energy levels under a low velocity impact and, then, with a threepoint bending test, their bending strength was evaluated using the acoustic Emission. By simultaneously analyzing the acoustic data and examining the forcedisplacement diagrams obtained from the bending test and their correlation, the remained strength of the sandwich panels, priorly damaged by impacts of different energy levels, is estimated. For this purpose, the accumulated acoustic energy during bending and strain energy from the forcedisplacement diagrams have been used to calculate the recently presented Sentry function of predamaged samples to compare with a virgin case without previous defect. The results show that there is a direct relationship between Sentry function data as a new indicator of residual strength and accumulated energy of acoustic data that contains the effects of various failure mechanisms. In the largest destroyed sample with fiber layout of 90 and 45 degrees with respect to bending direction containing a maximum preimpact of 60 Jules, the highest strength drop was up to 27% compared to the virgin sample.