اندازه‌گیری چقرمگی شکست جدایش پوسته از هسته در سازه‌های ساندویچی شیاردار تحت مود اول بارگذاری

پنل ساندویچی ترکیبی از یک هسته نرم و دو پوسته با سفتی و استحکام بالا می‌باشد. در بسیاری از موارد پیوند بین پوسته و هسته به‌عنوان نقطه بحرانی آسیب‌رسان به یکپارچگی سازه ساندویچی محسوب می‌شود. در این تحقیق چقرمگی جدایش پوسته از هسته در تیرهای ساندویچی با هسته شیاردار متشکل از پوسته با جنس کولار 49/پلی‌استر و هسته از جنس فوم پلی‌اورتان به‌صورت تجربی اندازه‌گیری شده است. مقادیر نرخ رهایی انرژی کرنشی به‌دست‌آمده در شروع رشد ترک برای نمونه‌های مورد آزمایش در محدوده 340 ژول بر مترمربع بوده و با رشد ترک تا محدوده 500 ژول بر مترمربع نیز افزایش می‌یابد. از جمله نوآوری‌های تحقیق حاضر می‌توان به بررسی تاثیر شیاردار کردن هسته ساندویچ پنل، بر مقاومت سازه در برابر رشد ترک اتصالی اشاره کرد. نتایج نشان می‌دهد که با قرار گرفتن شیار درون هسته ساندویچ پنل، ترک اتصالی در هنگام رشد با برخورد به هر شیار متوقف شده و برای شروع مجدد رشد خود به نیروی بالاتری نیاز دارد. همین پدیده باعث افزایش مقاومت این نوع از سازه در مقابل رشد ترک در ناحیه پوسته/هسته می‌گردد. در این تحقیق همچنین از مدلی برمبنای تئوری ناحیه چسبناک برای شبیه‌سازی رشد ترک در نمونه‌های مورد آزمایش استفاده شده است. مقایسه منحنی‌های بارجابجایی به‌دست‌آمده از تحلیل نشان می‌دهد مدل ارائه‌شده توانایی مناسبی در پیش‌بینی رفتار سازه در شرایط بارگذاری مشابه را داراست.

Measurement of face to core debonding fracture toughness of core grooved sandwich structures under mode I of loading

The sandwich panel is a combination of a soft core and two stiff, highstrength facesheets. In many cases, the connection between the facesheet and the core is considered as a critical point that can damages the integrity of the sandwich structure. In this study, the debonding toughness between the facesheet and the core in sandwich beams with grooved cores made of Kevlar 49/polyester facesheets and polyurethane foam core has been measured experimentally. The values ​​of the strain energy release rate obtained at the onset of crack growth for the tested specimens are in the range of 340 (J/Square meters) and increase with the crack growth up to 500 (J/Square meters). One of the innovations of the present study is to investigate the effect of grooving the core of the sandwich panel on the resistance of the structure to the growth of interfacial cracks. The results show that by placing the groove inside the core of the sandwich panel, the interfacial crack stops during growth by hitting each groove and requires higher force to restart its growth. This phenomenon increases the resistance of this type of structure against the growth of cracks in the face/core area. In this research, a model based on cohesive zone theory was used to simulate crack growth in the tested specimens. Comparison of loaddisplacement curves obtained from the analysis shows that the proposed model has a good ability to predict the behavior of the structure under similar loading conditions.