سازه های ساندویچ ساخته شده از چهره های پلی اتیلن کم چگالی جدا شده توسط یک فوم پلی اتیلن سبک وزن، یک راه حل عالی برای بسیاری از مشکلات طراحی در زمینه خودرو است. خواص مکانیکی این پانل ها می تواند با انتخاب کامل فرایند تولید بهبود یابد، اگر چه ایجاد رابطه مستقیم بین پارامترهای تولید و خواص مکانیکی بسیار دشوار است. در میان تکنیک های تولید، قالب گیری چرخشی یک فرایند نوآورانه است که اجازه می دهد یک کامپوننت کامل ساندویچ را در یک مرحله بسازید، بنابراین چسبندگی و کاهش اختلاف بین چهره ها و هسته را کاهش می دهد. در مقابل، در تکنیک های سنتی، هسته و پوسته ها به طور جداگانه تولید می شوند و سپس در یک مرحله پیوند می شوند. بنابراین، قالب گیری چرخشی اجازه می دهد تا زمان تولید، کوتاه تر شود و همچنین ویژگی های مکانیکی پانل بهبود یابد. تحقیقات گسترده ای بر ویژگی های مکانیکی ساختارهای ساندویچ مبتنی بر فوم و ارزیابی پاسخ ساختاری آنها در شرایط بارگذاری / آزمایش خاص، از قبیل، از طریق فشرده سازی ضخامت و فشرده سازی لبه، تند و تست ضربه کم / سرعت بالا انجام شد. نویسندگان دیگر اثرات بر قدرت آسیب های موجود در فوم یا رابط رابط پوست و همچنین روند رشد ترک در پانل های ساندویچ تحت بارگذاری خستگی را بررسی کردند. رفتار مکانیکی این پانلها به دلیل بارگذاری شوک نیز مورد بررسی قرار گرفت. مدل های تئوری / عددی و تکنیک های تجربی برای مطالعه پدیده های لرزش در پانل های ساندویچ تحت شرایط بارگذاری مختلف مورد استفاده قرار گرفت تکنیک های طرح ریزی به طور طبیعی برای نظارت بر جابجایی خارج از محدوده بزرگ که ممکن است در هنگام ساختارهای نازک دیواره، مانند پانل های ساندویچ، تجربه خم شدن، مناسب باشد.
خطوط پیش بینی شده توسط سطح نمونه مدولاسیون می شوند: اگر خطوط بر روی یک سطح منحنی پیش بینی شوند، منحنی و فرکانس فضایی این خط ها تغییر خواهند کرد؛ برعکس، اگر خطوط بر روی یک هواپیما قرار می گیرند، آنها مستقیم و موازی باقی می مانند، اما فاصله آنها ممکن است تغییر کند. فلمینگ و همکاران و Burner و همکاران. نشان می دهد که moiré طرح ریزی می تواند به طور دقیق جابجایی مدل های مربوط به بارهای آیرودینامیکی را اندازه گیری کند. Featherston و Lester نظارت بر رفتار پس از انقباض پانل های نازک با projier moiré. سایر نمونه های تجزیه و تحلیل آزمایش های خمشی پانل های سفت و محکم نازک در Falzon و Aliabadi مستند می شوند. جدیدترین پیشرفت در طرح ریزی moiré است راه اندازی چهار پروژکتور پیشنهاد شده توسط Sciammarella و همکاران. یک نسخه ساده از این تنظیم نوری با استفاده از تنها دو پروژکتور و یک دوربین در این تحقیق استفاده شده است.
به رغم تعداد زیادی از مطالعات موجود در ادبیات مربوط به توصیف رفتار مکانیکی پانلهای ساندویچ مبتنی بر فوم، مکانیزمهای تغییر شکل خمیدگی و انتشار بول دستی از طریق ساختار هنوز درک نشده اند. به طور خاص، رفتار ساختاری تحت فشرده سازی، احتمالا مهمترین مسئله است، همچنین به علت فقدان استانداردهای رسمی تنظیم کننده اجرای تست های فشرده سازی روی پانل های ساندویچ پلاستیکی. در این راستا اهداف اصلی تحقیق حاضر عبارتند از: (1) بررسی دقیق پاسخ مکانیکی پانل های ساندویچ پلاستیکی پلی اتیلن با ضخامت کمتر از فشرده سازی لبه دار؛ (2) ارزیابی تا چه حد پاسخ لرزش حساس به ساخت دیوار ساندویچ (به عنوان مثال نسبت تراکم faceshee و ضخامت هسته) و به نقاط هندسی شامل در ورقه ورقه، مانند سطح waviness از رابط چهره هسته هستند. این هدف، برای اندازه گیری شکل تغییر شکل و نظارت بر پیشرفت خم شدن در پانل های آزمایش شده از روش projection استفاده شده است. سپس تست های فشرده سازی با یک الگوی محدود پارامتری (FE)، از جمله یک ساختار دیوار ساندویچ متغیر، شبیه سازی می شوند. مدل FE براساس شواهد تجربی معتبر است.
آزمایش‌های تجربی و تحلیل عاملی محدود
مجموعه ای از 10 نمونه از پانل های ساندویچ مبتنی بر پلی اتیلن فوم کم استفاده شد تولید شده از طریق قالب گیری چرخشی. هر نمونه 150 میلی متر طول، 70 میلی متر عرض و 42 میلی متر ضخامت دارد ابعاد اسمی برای هر نمونه قبل از حمل مشخص شد.
خارج فشرده سازی آزمون. برای برش چهره های مساوی برای هر نمونه، ابزار برشبا راهنمایی برای نگه داشتن هواپیما برش به سمت سطوح خارجی چهره ها مجهز شدبیشترین موارد ممکن بود. در حالی که سطوح خارجی چهره ها مسطح هستند، رابط بین هستهو دو چهره ممکن است نامنظم باشد و سطح مشخصی از بیحسی را نشان می دهد، بسته به نوعفرایند ساخت. از این رو، برای هر یک از شش چهره پانل، تصاویر با وضوح بالا بودضبط شده برای شناسایی و طبقه بندی تمام نقص های تولید در نزدیکی لبه های نمونه. شکل 1a نشان می دهد که وجود دارداساسا دو نوع نقص هستند: نازک شدن چهره ها و چسبندگی ناقص دراینترفیس core-چهره در تست های فشرده سازی لبه سمت، نمونه به بارگذاری داخل هواپیما در طول طولی ارائه می شود جهت هدف از این آزمون دو برابر است: (i) تجزیه و تحلیل رفتار مکانیکی چهره ها کهبسیار نازک تر از هسته هستند (در این مورد،چهره ها حدود 10٪ از کل را تشکیل می دهندضخامت دیوار ساندویچ)؛ و (ii) تجزیه و تحلیل نقش هسته فوم را به قدرت فشرده سازی. با توجه به عدم وجود استانداردها به طور خاص در مورد آزمون فشرده سازی در مورد پانل های ساندویچ مبتنی بر فوم، آزمایش های تجربی انجام شده در این مطالعه به طور جزئی بر اساس ASTM C364 استاندارد ، که با این حال، با ساختارهای ساندویچ عمومی رفتار می کند. تست های فشرده سازی با یک ماشین آزمایش الکترومکانیکی (MTS AllianceRT / 30، MTS Systems، Eden Prairie، MN، USA) انجام شد. اتصالات ویژه، از جمله صفحات آلومینیومی با عمق 15 میلی متر، برای چسباندن نمونه به قاب بارگیری طراحی شده است (شکل 1b را ببینید.( صفحات نسبت به چهره ها کمی به منظور جلوگیری از جابجایی جانبی بدون ایجاد تغییر شکل قبل از نمونه، فشرده می شوند. سرعت crosshead برابر با 0.5 میلیمتر در دقیقه بود؛ کل انتهایی کوتاه بر روی لبه بالای پانل 10 میلیمتر است. Rosettes gage با طول طول 3 میلیمتر و مقاومت الکتریکی 120 Ω روی چهره ها، یک روستا در هر طرف پیوند داده شد. شبکه مرکزی با جهت بارگذاری هماهنگ شده است. طرح کلی شکل 1c نشان می دهد که ابعاد اسمی نمونه های مورد آزمایش و موقعیت پلاگین ها را در قسمت خارجی چهره ها نشان می دهد. سیگنال های بارگیری و پایان دادن به کوتاه شدن، و همچنین سیگنال خروجی سوئیچ فشار توسط سیستم 5000 (Vishay Micro Measurements®، Raleigh، NC، USA ثبت شد.
شکل 1 (a) چسبندگی چهره و نقص چسبندگی هسته چهره؛ قاب بارگذاری مورد استفاده برای تست های فشرده سازی لبه ای؛ و (c) طرح نمونه ای با نشان دادن موقعیت های فشار کشیدن.
معیارهای اندازه گیری Moiré
میدان جابجایی بیرونی پانل ها با جزئیات سیستم مولر پروژکتور Moire که توسط Sciammarella و همکارانش تهیه شده است، مورد بررسی قرار گرفت. [28-30]. Moiré Projection مربوط به تغییرات خارج از هواپیما با مدولاسیون فضایی یک مشبک است که بر روی سطح نمونه قرار دارد. با مقایسه الگوی خطی که توسط جسم تغییر شکل داده شده با الگوی خطی طراحی شده در یک صفحه مرجع، ممکن است حاشیه های مویری را که حاوی اطلاعات جابجایی هستند، بدست آوریم. از آنجا که یک سطح یک تانسور است، تنظیم نوری باید همیشه شامل چهار پروژکتور برای بازیابی اطلاعات انحرافی باشد. اگر سطح اندازه گیری شده با توجه به جهت افقی منحرف باشد، همانطور که در مورد این مورد اتفاق افتاده است، فقط دو پروژکتور کافی است (شکل 2(a.
با این حال، دو پروژکتور باید با توجه به محور نوری حسگر به طور متقارن و نوردهی ساختار یافته غیر کولیمیت را بر روی سطح نمونه قرار دهید. این اجازه می دهد که حالت ایده آل از طرح نهایی از بی نهایت به دست آید. همانند تداخل کلاسیک یانگ بین دو منبع نقطه، یک سیستم خطوط در حال حرکت در فضا از ترکیبی از موجهای ساختار نور ساخته شده از دو پروژکتوراست. با تغییر زاویه روشنایی θ، ساخته شده توسط محور نوری هر پروژکتور با محور نوری سنسور و با استفاده از گریت از زمین های مختلف، می توان به مقدار مورد نیاز از حساسیت و اشیاء کانتور با ابعاد از چند میکرون به متر کم کرد.
