ارائه‌کننده: امیرحسین ترکیان
استاد راهنمای اول: دکتر غلامحسین لیاقت
استاد راهنمای دوم: دکتر حامد احمدی
استاد ناظر داخلی: دکتر غلامحسین رحیمی شعرباف مقدس
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر مجتبی صدیقی
تاریخ:  1403/04/13
ساعت: 7:30
مکان: دانشکده فنی مهندسی – کلاس 351

چکیده :
در سال‌های اخیر، سازه‌های ساندویچی با ساختار زیستی، با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود همانند ظرفیت جذب انرژی بالا و بهره‌وری بیشتر هنگام برخورد، توجه بسیاری از محقّقان را به خود جلب کرده‌است. ساختارهای الهام‌گرفته از گیاه بامبو، گیاه دم‌اسبی و ساختار رگ و تاندون در بدن انسان، در مقایسه با ساختارهای سنّتی معمول شامل استوانه‌های جدارنازک با مقاطع دایروی و مربعی تک‌سلولی و چند‌سلولی، بهبود قابل توجهی را از خود، نشان داده‌اند. علاوه بر این، بهره‌گیری از کامپوزیت‌های ترموستی همراه با الیاف شیشه، به دلیل وزن کم خود و مقرون به صرفه بودن، منجر به دست‌یافتن به عملکرد بالای جاذب انرژی نسبت به همتایان خود، خواهد‌شد. هدف پژوهش حاضر، بررسی میزان جذب انرژی و مکانیزم‌های تخریب استوانه‌های ساندویچی متشکّل از لوله‌های کامپوزیتی هم‌مرکز پرشده با فوم تحت بار فروریزش محوری شبه‌استاتیک بوده و در این راستا، منحنی نیرو-جابجایی، پارامترهای تخریب (نیروی میانگین فروریزی، نیروی پیک اولیّه، جذب انرژی ویژه و ... ) بدست‌آمده از منحنی نیرو-جابجایی و مکانیزم‌های تخریب مرتبط با هر ساختار، از تست‌های تجربی، بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده‌اند.
به منظور تحلیل و بررسی هرجه دقیق‌تر عملکرد سازه ساندویچی تحت بار شبه‌استاتیک محوری، ساختار‌های ساخته‌شده در آزمایشگاه، با استفاده از نرم‌افزار المان‌محدود LS-DYNA مدل‌سازی شده و نتایج حاصل از شبیه‌سازی، با نتایج بدست‌آمده از کار تجربی، مقایسه و صحت‌سنجی شده‌است. جهت مدل‌سازی هرچه دقیق‌تر ساختارهای مورد بررسی، نیاز به خواص مکانیکی کامپوزیت و فوم مورد استفاده در سازه بود که با انجام تست‌های استاندارد، قسمتی از خواص مکانیکی سازه، بدست‌آمد و مابقی پارامترهای خواص مکانیکی، با استفاده از روابط میکرومکانیک محاسبه‌شد. استوانه‌های کامپوزیتی از طریق مکانیزم‌های تخریب فروریزی پیش‌رونده، شامل لایه‌لایه شدن، ایجاد ترک در راستای طولی، شعاعی و برشی، انرژی جنبشی ناشی از بارگذاری محوری را جذب می‌کنند.
فوم پلی‌یورتان نیز در دو ناحیه الاستیک و پلاتو، انرژی ناشی از بارگذاری محوری را جذب می‌کند. این در حالیست که نتایج آزمون شبه‌استاتیک استوانه‌های ساندویچی نشان داد، قرارگیری فوم در کنار استوانه‌های کامپوزیتی به‌صورت استوانه ساندویچی هیبریدی، علاوه بر افزایش ظرفیّت تحمّل بار و بهروه‌وری جذب انرژی، باعث بهبود در مکانیزم‌های تخریب می‌شود. علاوه بر این، اضافه نمودن فوم به سازه کامپوزیتی، سبب فروریزش پایدار و پیشرونده در استوانه‌های هم‌مرکز شده کامپوزیتی شده که دلیل آن، افزایش نیروی میانگین فروریزش بوده و همزمان با این امر، نسبت نیروی فروریزش میانگین به نیروی پیک اولیّه، نیز به عدد یک نزدیک می‌شود که خود، نشان از ایده‌آل بودن جاذب انرژی می‌باشد.