بررسی تحلیلی اثرپارامترهای هندسی هسته‌های موجدار بر روی خیز پانل های ساندویچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

چکیده

استفاده از سازه­های ساندویچی که از هسته­های موجدار ساخته شده است، درصنایع متفاوتی مانند صنایع خودرو، هوافضا، کشتی­سازی کاربرد وسیعی پیداکرده است. هسته­های موجدار در وسط سازه­های ساندویچی، سبب افزایش تحمل بار خمشی بالاتر می­شود. برای اولین بار دراین مقاله، پانل ساندویچی با هسته موجدار با استفاده از یک حل تحلیلی مبتنی روش سری توانی بررسی شده است. بکارگیری روش سری توانی محدودیت­های اعمال شده در تحقیقات گذشته را برای شرایط مرزی خاص به منظور حل تحلیلی معادلات نخواهد داشت. در ابتدا معادلات دیفرانسیل پاره­ای حاکم با تکیه بر سری دوگانه مک­لورن بر اساس نظریه مرتبه اول ورق بسط داده شده­اند و سپس با توجه به شرایط مرزی متنوع حل شده­اند. در این مقاله فرض شده است که پانل ساندویچی بر روی تکیه­گاه الاستیک قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این روش با مراجع دیگر صحه­گذاری شده است. درادامه مقاله، تأثیر پارامترهای هندسی مختلف از قبیل ضخامت روکش­ها، ضخامت هسته، زاویه، طول گام، نوع شرایط تکیه­گاهی و سختی تکیه­گاه الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Twede D., Selke, Cartons S.E., Crates and corrugated board: handbook of paper and wood packaging technology, DEStech Publications Inc, 2005.
[2] Dubina D., Ungureanu V., Gîlia L., Cold-formed steel beams with corrugated web and discrete web-to-flange fasteners, Steel Construction, Vol. 6,No. 1, pp. 74–81, 2013.
[3] Hachemi H., Kebir H., Roelandt J.M., Wintrebert E., A study of the braided corrugated hoses: Behavior and life estimation, Material Design, Vol. 32, No. 1, pp. 1957–66, 2011.
[4] Barbarino S. Bilgen O., Ajaj R.M., Friswell M.I., Inman D.J., A review of morphing aircraft, Journal of Intelligent Material System Structure, Vol. 22, No. 1, pp. 823–77,2011.
[5] Khalid Y.A., Chan C.L., Sahari B.B., Hamouda A.M.S.. Bending behavior of corrugated web beams, Journal of Material Processing Technology, Vol. 150, No. 1, pp. 242–54, 2004.
[6]  Sun Y., Guo L., Wang T., Zhong S.,  Pan H., Bending behavior of composite sandwich structures with graded corrugated truss cores, Composite Structures, Vol. 185, pp. 446-454, 2018.
[7] Pydah A., Batra R.C. ,Analytical solution for cylindrical bending of two-layered corrugated and webcore sandwich panels, Thin-Walled Structures,  Vol. 123, pp. 509-519, 2018.
[8] Rong Y., Liu J., Luo W., Hed W., Effects of geometric configurations of corrugated cores on the local impact and planar compression of sandwich panels, Composites Part B: Engineering,  Vol. 152, pp. 324-335, 2018.
[9] Yu Y., Ying W L.. Hou, Hu P.  Jia X., Akhmet G., Failure analysis of adhesively bonded steel corrugated sandwich structures under three-point bending, Composite Structures, Vol. 184, pp. 256-268, 2018.
[10] Chang W.S., Ventsel E., Krauthammer T., John J., Bending behavior of corrugated core sandwich plates,Composite Structure, Vol. 70,No. 1,pp. 81–9, 2005.
[11] Yokozeki T., Takeda S.I., Ogasawara T., Ishikawa T., Mechanical properties of corrugated composites for candidate materials of flexible wing structures, Composite A: Applied Science Manufacturing, Vol. 37, No. 1, pp. 1578–86, 2006.
[12] Dayyani I., Ziaei-Rad S., Salehi H., Numerical and experimental investigations on mechanical behavior of composite corrugated core, Applied Composite Material, Vol. 19,No. 3, pp. 705–21, 2012.
[13] Leekitwattana M., Boyd S.W., Shenoi R.A., Evaluation of the transverse shear stiffness of a steel bi-directional corrugated-strip-core sandwich beam, Journal of Construction Steel Res, Vol. 67, pp. 248–54, 2011.
[14] Liew K.M., Peng L.X., Kitipornchai S., Buckling analysis of corrugated plates using a mesh-free Galerkin method based on the first-order shear deformation theory, Computational Mechanic, Vol. 38, No. 2, pp. 61–75, 2006.
[15] Yi J., Gil H., Youm K., Lee H., Interactive shear buckling behavior of trapezoidally corrugated steel webs, Engineering Structure, Vol. 30, No. 3, pp. 1659–66, 2008.
[16] Sause R., Braxtan T.N., Shear strength of trapezoidal corrugated steel webs, Journal of Construction Steel Res, Vol. 67, No. 5,pp. 223–36, 2011.
[17] Hui W., Huan-ran Y., Natural frequency for rectangular orthotropic corrugated-core sandwich plates with all edges simply-supported, Applied MathematicalMechanic, Vol. 22, No. 1,pp. 1019–27,2001.
[18] Liew K.M., Peng L., Kitipornchai S., Vibration analysis of corrugated Reissner–Mindlin plates using a mesh-free galerkin method, International Journal of Mechanical Science, Vol. 51, No. 3, pp. 642–52,2009.
[19] Mandal N.K., Experimental studies of quasi-longitudinal waves power flow in corrugated plates, Journal of Sound and Vibration, Vol. 297, No. 4, pp. 227–42, 2006.
[20] Mandal N.K., Rahman R.A., Leong M., Experimental study on loss factor for corrugated plates by bandwidth method, Ocean Engineering, Vol. 31, No. 3, pp. 1313–23, 2004.
[21] Yang J., Xiong J., Ma L., Feng L., Wang S., Wu L., Modal response of all-composite corrugated sandwich cylindrical shells, Composite Science Technology, Vol. 115, No. 1, pp. 9–20, 2015.
[22] Kress G., Winkler M., Corrugated laminate homogenization model, Composite Structures, Vol. 92,No. 2, pp. 795–810, 2010.
[23] Winkler M., Kress G., Deformation limits for corrugated cross-ply laminates, Composite Structures, Vol. 92, No. 6, pp. 1458–68, 2010.
[24] Yousefzadeh Sh., Thermal Buckling Analysis of a 2-Directional FGM Circular Plate Using First-Order Shear Deformation Theory , Tabriz Mechanical Engineering, Vol. 47, No. 3, pp. 307-316, 1396. (In Persian)
[25] Molla-Alipour M., Bending Analysis of FG Circular and Annular Plates with Stepped Thickness Variations by Using a New Exact closed form Solution, Tabriz Mechanical Engineering, Vol. 47, No. 2, pp. 295-302, 1396. (In Persian)
[26] Sobhy M., Levy-type solution for bending of single-layered graphene sheets in thermal environment using the two-variable plate theory, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 90, pp. 171–178, 2015.
[27] Demasi L., Three-dimensional closed form solutions and exact thin plate theories for isotropic plates, Composite Structures, Vol. 80, pp. 183–195, 2007.
[28] Alipour M.M., An analytical approach for bending and stress analysis of cross/angle-ply laminated composite plates under arbitrary non-uniform loads and elastic foundations, Archives of Civil and Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 2, pp. 193-210, 2016.
[29] Tan K.H., Montague P., Norris C., Steel sandwich panels: finite element, closed solution, and experimental comparisons on 6m · 2.1m panel, Structural Engineering, London, Vol. 67, pp. 159–66, 1989.