مطالعه اثر افزودن فوم پلی یورتان بر قابلیت جذب انرژی لوله های هیبریدی با ضخامت های مختلف لایه کامپوزیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

2 گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران

10.22034/ijme.2024.433178.1893

چکیده

در این مقاله به بررسی نحوه تاثیر افزودن پرکننده فومی بر قابلیت جذب انرژی لوله های هیبریدی با ضخامت های مختلف لایه کامپوزیتی پرداخته شده است. برای این منظور 10 لوله هیبریدی از نوع آلومینیوم/الیاف شیشه بافته شده/رزین پلی استر با 5 ضخامت مختلف لایه کامپوزیتی بین 0 تا 1/75 میلیمتر با فرایند لایه چینی دستی بر روی لوله آلومینیومی به قطر بیرونی 42 میلیمتر و ضخامت 1 میلیمتر، تولید شد و 5 مورد از آنها با فوم پلی‌یورتان با چگالی آزاد 40 کیلوگرم بر مترمکعب پر شدند. در ادامه این نمونه ها با استفاده از یک دستگاه تست فشار یونیورسال، تحت آزمون فشار محوری شبه‌استاتیکی با نرخ جابجایی 10 میلیمتر بر دقیقه تا لهیدگی کامل قرار گرفتند و میزان جذب انرژی ویژه، بهره وری نیروی لهیدگی و شکل مود لهیدگی هر کدام از آنها استخراج شد. نتایج حاصل نشان می دهد که در ضخامت های پایین لایه کامپوزیتی، افزودن فوم پلی یورتان موجب بهبود موثر جذب انرژی ویژه و بهره وری نیروی لهیدگی لوله هیبریدی می شود، با این وجود، در ضخامت های بالای لایه کامپوزیتی این روند مثبت از بین رفته و حتی تاثیر فوم بر قابلیت جذب انرژی ویژه منفی می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of polyurethane foam filling on the energy absorption of hybrid tubes with different thickness of composite layer

نویسندگان [English]

  • Vahid Zal 1
  • Hossein Talebi-Ghadikolaee 2
  • Sadegh Mirzamohammadi 3
1 Department of Mechanical Engineering, Qom University of Technology, Qom, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran.
3 Department of Materials and Metallurgical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this article, the effect of filling foam on the energy absorption capability of hybrid tubes with different thicknesses of the composite layer has been investigated experimentally. For this purpose, 10 aluminum/woven glass fiber/polyester resin hybrid tubes with 5 different thicknesses of the composite layer between 0 and 1.75 mm were produced by manual tape winding on an aluminum tube with an outer diameter of 42 mm and a thickness of 1 mm, then, 5 of these tubes were filled with polyurethane foam with free density of 40 kg/m3. Afterwards, the hybrid tubes were subjected to the quasi-static axial compression test using a universal pressure testing machine with a constant displacement rate of 10 mm/min until their complete crushing, and the specific energy absorption, crushing force efficiency, and crushing mode shapes were extracted for each tube. The results show that in the low thicknesses of the composite layers, filling the tubes with polyurethane foam effectively improves the specific energy absorption and the crushing force efficiency. However, the role of the foam becomes less effective and even negative in the high thicknesses of the composite layers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy Absorption
  • quasi-static Compression
  • Hybrid Tubes
  • Composite
  • Polyurethane Foam