تحلیل تجربی بار کمانش ورق کامپوزیتی ساندویچی با هسته لوزی شکل با استفاده از رهیافت همبستگی ارتعاشی

در حال حاضر سازه‌های کامپوزیتی دارای کاربردهای زیادی در صنایع مختلفی ازجمله هوافضا، خودرو، دریایی و پتروشیمی هستند. در اکثر این کاربردها، سازه تحت بارهای دینامیکی و استاتیکی قرار می‌گیرد و ممکن است دچار کمانش، ارتعاش و خستگی شود. بنابراین تحلیل استاتیکی و دینامیکی این سازه‌ها به‌منظور شناخت خصوصیات آنها ازجمله بار کمانش، فرکانس طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی بسیار ضروری است. یکی از مهم‌ترین روش‌های غیر مخرب برای پیش‌بینی بار کمانش سازه روش همبستگی ارتعاشی است که اساس آن بر پایه تغییرات فرکانس با تغییر بار محوری بر سازه است. در این تحقیق به بررسی تجربی بار کمانش ورق کامپوزیتی ساندویچی با هسته مشبک لوزی کامپوزیتی پرداخته‌شده است. برای ساخت ورق‌های ساندویچی از روش رشته پیچی و لایه چینی دستی استفاده‌شده است. یکی از نمونه‌های ساخته شده تحت آزمایش مودال قرار گرفته و با روش همبستگی ارتعاشی تجربی بار کمانش سازه محاسبه شده است. در ادامه برای صحت‌سنجی نتایج به‌دست آمده از روش همبستگی ارتعاشی، بار کمانش چهار نمونه از طریق آزمون فشار محوری محاسبه شد. میزان خطا برای پیش‌بینی بار کمانش به کمک روش همبستگی ارتعاشی تجربی 2/1% به دست آمد و کارآیی روش همبستگی ارتعاشی تجربی برای ورق کامپوزیتی مشبک مورد تایید قرار گرفت. همچنین با بررسی تاثیر بازه بار اعمالی بر دقت روش همبستگی ارتعاشی مشخص شد که به ازای بار اعمالی بیش از 63% بار کمانش تجربی، دقت پیش‌بینی روش همبستگی ارتعاشی به مقدار قابل‌قبول می‌رسد.

Experimental Analysis of Composite Sandwich Plates Buckling with Lozenge Core Using the Vibration Correlation Technique

Currently, composite structures have many applications in various industries including aerospace, automotive, marine, and petrochemicals. In most of these applications, the structure is under dynamic and static loads and it can cause buckling, vibration, and fatigue. Therefore, the static and dynamic analysis of these structures is essential in order to understand their characteristics, including buckling, natural frequency, and the shape of vibrating modes. One of the most important nondestructive methods for predicting the buckling load of the structure is the vibrational correlation technique (VCT), which is based on frequency variations with the axial load. In this study, an experimental study of the buckling load of composite sandwich plates with lozenge core has been investigated. The hand layup method has been used for fabrication of the composite sandwich plates. One of the specimens was used for the modal test. In order to verify the results of the VCT, the buckling load of four specimens was calculated by the experimental buckling test. The error of VCT was 2.1 %. Hence, the efficiency of the VCT for composite sandwich plates with lattice core was confirmed. Also, by investigating the effect of applied load percentage on the accuracy of the VCT, it was found that for the applied load of more than 63% of the buckling load, the accuracy of prediction of the vibrational correlation technique is acceptable.