ساخت و مجهزسازی ماشین ضربه‌سقوطی کم‌سرعت جهت تعیین ظرفیت جذب انرژی در فوم کامپوزیتی با زمینه آلومینیوم

در مقاله حاضر، ظرفیت جذب‌انرژی فوم‌ آلومینیوم a356 تقویت‌شده با ذرات sic تحت بار ضربه‌ای مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج جدیدی حاصل گردید. ماده فومی با استفاده از روش ذوبی به‌کمک عامل فوم‌ساز caco3، ساخته شد. دستگاه آزمون ضربه‌سقوطی در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. مدار کامل نیروسنج دینامیکی (لودسل) طراحی و روی آن نصب گردید. آزمایش ضربه با استفاده از یک ضارب نیم‌کروی و با سرعت 6.70 m/s، بر روی نمونه‌های فوم انجام شد. نمودار تغییرات نیرو بر حسب زمان به‌دست آمد و نتایج حاصله، با نتایج به‌دست آمده از سنسور پیزوالکتریک مقایسه شد که مطابقت خوبی بین آن‌ها وجود دارد. پاسخ ضربه به‌دست آمده برای فومکامپوزیتی a356/sicp، یک پاسخ کم‌نوسان (حداکثر با 5.8% نوسان) و پایدار است که بیانگر طراحی مناسب ماشین و خروجی قابل‌اعتماد آن می‌باشد. هم‌خوانی رفتار ماده با نتایج محققین دیگر نیز، بر این امر صحه می‌گذارد. پاسخ مذکور شامل سه ناحیه الاستیک، بار پلاتو و شکست می‌باشد؛ در ناحیه پلاتو، فوم می‌تواند تغییرشکل‌های پلاستیک را در یک بار تقریباً ثابت تحمل نماید. پایان ناحیه پلاتو و شروع ناحیه شکست ماده، در لحظه‌ای اتفاق می‌افتد که نرخ انرژی‌ جذب‌شده توسط فوم کاهش ‌می‌یابد. مقدار بار پلاتو و انرژی جذب‌شده که توسط لودسل برآورد شده است، بترتیب برابر با 1.62 kn و 22.04 j بوده که در مقایسه با سنسور پیزوالکتریک، دارای خطای نسبی 1.8 و 7.7 درصد می‌باشد. مقدار (و درصد) انرژی جذب‌شده در نواحی الاستیک، پلاتو و شکست بترتیب برابر با 6.07 j (27.5%)، 6.58 j (29.9%) و 9.39 j (42.6%) می‌باشد.