مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

ارزیابی خواص مکانیکی ورق‌های هایلایت (آلومینیوم AA5182/پلی‌پروپیلن/آلومینیوم AA5182) و آلومینیوم یکپارچه AA5052

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2 گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
10.22034/ijme.2026.571325.2160
چکیده
ورق‌های آلومینیومی هایلایت، از ترکیب لایه‌های آلومینیومی و هسته پلیمری ساخته می‌شوند و معمولاً با نام ورق‌های کامپوزیت آلومینیوم شناخته می‌شوند. این ورق‌ها از دو لایه نازک آلومینیوم در طرفین تشکیل شده‌اند که میان آن‌ها یک هسته پلیمری قرار دارد. ترکیب این ساختار چندلایه سبب می‌شود ورق در عین سبکی، استحکام بالا، مقاومت مناسب در برابر ضربه و قابلیت شکل‌دهی عالی داشته باشد. این پژوهش، یک تحلیل تجربی جامع از خواص مکانیکی ورق آلومینیوم AA5182 ساندویچی هایلایت با هسته پلی‌پروپیلن در مقایسه با ورق یکپارچه آلومینیوم AA5052 ارایه داده است. بدین منظور، تست‌های مکانیکی شامل کشش تک‌محوره، برش درون‌صفحه، کشش شکاف‌دار و کشش کرنش‌صفحه‌ای برای ارزیابی عملکرد در هر دو حالت انجام شد. نتایج نشان داد که ورق‌های هایلایت در شرایط برش درون‌صفحه تنها 6/19 % کاهش در ظرفیت باربری نشان دادند، در حالی که در شرایط کرنش‌صفحه‌ای این کاهش به 1/55 % رسید. مشاهدات شکست نشان داد که هایلایت در شرایط تمرکز تنش (مانند کشش شکاف‌دار) به جای شکست شکل‌پذیر، با شکست برشی در زاویه ۴۵ درجه و جدایش بین‌لایه‌ای گسیخته می‌شود. همچنین نتایج حاضر نشان می‌دهد که افزایش ضخامت لایه‌های فلزی رویه و کاهش ضخامت هسته پلیمری می‌تواند عملکرد مکانیکی این گونه ساندویچ‌ها را به طور محسوسی بهبود بخشد. اگرچه کاهش قابل‌توجهی در حداکثر ظرفیت بار (1/55 %) و انرژی جذب‌شده (8/74 %) برای ورق‌های هایلایت نسبت به آلومینیوم یکپارچه مشاهده شد، با این وجود ساختار ساندویچی به دلیل وزن کمتر (حدود 40 %) و سفتی اولیه بالاتر در کشش، دارای نسبت عملکرد به وزن مطلوب‌تری می باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Comparative Mechanical Characterization assessment of Aluminium AA5182/ Polypropylene/ Aluminium AA5182 Hylite Sheets and Monolithic Aluminum AA5052

نویسندگان English

Ahmed Qasim Alrubaye 1
Majid Elyasi 1
1 Department of Mechanical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده English

Hylite aluminum sheets are constructed from a combination of aluminum layers and a polymer core, commonly known as aluminum composite panels. These sheets consist of two thin aluminum layers on the outside, with a polymer core sandwiched in between. This multilayer composite structure imparts the sheets with characteristics such as lightness, high strength, appropriate impact resistance, and excellent formability. This study provides a comprehensive experimental analysis of the mechanical properties of AA5182 aluminum Hylite sandwich sheets with a polypropylene core, in comparison to monolithic AA5052 aluminum sheets. For this purpose, mechanical tests including uniaxial tension, in-plane shear, notched tension, and plane strain tension were conducted to evaluate performance in both conditions. The results indicated that Hylite sheets exhibited only a 19.6% reduction in load-bearing capacity under in-plane shear conditions, while under plane strain conditions this reduction reached 55.1%. Fracture observations revealed that under stress concentration conditions, Hylite sheets fail through shear failure and interlayer separation, rather than ductile fracture, leading to significantly lower energy absorption compared to monolithic aluminum. Furthermore, the present results show that increasing the thickness of the outer metal layers and reducing the thickness of the polymer core can noticeably enhance the mechanical performance of such sandwich structures. Although a significant reduction in maximum load capacity (55.1%) and absorbed energy (74.8%) was observed for the Hylite sheets compared to monolithic aluminum, the sandwich structure nevertheless exhibits a more favorable performance-to-weight ratio due to its lower weight (approximately 40%) and higher initial stiffness in tension.

کلیدواژه‌ها English

Hylite
Aluminum-Polypropylene
Metal/Polymer/Metal (MPM)
Sandwich Panel
Mechanical Properties

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 مرداد 1405