شبیه‌سازی اجزای محدود رفتار فشاری سازۀ ساندویچی خرپایی کامپوزیتی با آرایش کاگوم

یک شبیه‌سازی اجزای محدود با استفاده از المان های سه‌بعدی جهت پیش‌بینی رفتار فشاری سازه ساندویچی خرپایی با آرایش کاگوم ارائه شده است. با توجه به تابعیت عملکرد فشاری سازه ساندویچی به رفتار ساق های کامپوزیتی، رفتار الاستیک، لحظه شروع آسیب و رشد آسیب برای ساق های کامپوزیتی در محیط نرم افزار آباکوس تعریف شد. از قابلیت زیربرنامه نویسی vumat جهت تعریف رفتار ساق کامپوزیتی استفاده شد. لحظه شروع آسیب با استفاده از معیار هاشین سه‌بعدی و رشد آسیب با کمک روش تضعیف المان انجام گرفت. به منظور اعتبارسنجی شبیه سازی اجزای محدود پیشنهادی، یک نمونه سازه ساندویچی خرپایی با آرایش کاگوم با استفاده از قالب گیری فداشونده ساخته و تحت بارگذاری فشار صفحه ای قرار گرفت. رفتار فشاری به خوبی توسط شبیه‌سازی اجزای محدود پیش‌بینی شده است. تفاوت بین سفتی و استحکام فشاری پیش‌بینی شده توسط شبیه‌سازی اجزای محدود با نتایج تجربی، به ترتیب، به میزان 26% و 35% بود. شبیه‌سازی اجزای محدود پیشنهادی را می توان جهت ارزیابی انواع آرایش های خرپایی یا تحت بارگذاری های مختلف مورد استفاده قرار داد.

finite element simulation of compressive response of lattice truss core sandwich composite with kagome topology

a finite element simulation using three-dimensional elements was presented to predict the compressive behavior of the sandwich truss structure with kagome topology. since compressive performance of sandwich structure is a functional mechanical properties of composite struts, elastic behavior, onset of damage initiation and damage evolution were defined for composite struts in abaqus software environment. the vumat subroutine has been used to define the behavior of the composite struts. the onset of damage initiation was determined using the 3d hashin criterion and the damage evolution was determined using the element weakening method. in order to validate the proposed finite element simulation, a sample of a lattice truss core sandwich composite with kagome topology was made using lost-molding technique and then subjected to flatwise compression loading. the compressive behavior is well predicted by finite element simulation. the difference between stiffness and compressive strength predicted by finite element simulation with experimental results was 26% and 35%, respectively. the proposed finite element simulation can be used to evaluate various truss topologies or under various loadings