پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 30 3 2017 08 23 Analytical/Empirical Study on Indentation Behavior of Sandwich Plate with Foam Core and Composite Face Sheets بررسی تحلیلی-تجربی رفتار نفوذ بر صفحه ساندویچی با هسته اسفنجی و ورق‌های رویه کامپوزیتی 235 245 1497 10.22063/jipst.2017.1497 FA سهیل داریوشی تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، گروه کامپوزیت، صندوق پستی 112-14975 0000-0001-5392-9874 مجتبی صدیقی تهران، دانشگاه امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک، صندوق پستی4311-159163 Journal Article 2017 09 02 Sandwich structures are widely used in aerospace, automobile, high speed train and civil applications. Sandwich structures consist of two thin and stiff skins and a thick and light weight core. In this study, the obligatory mandate of a sandwich plate contact constitutes a flexible foam core and composite skins with a hemispherical rigid punch has been studied by an analytical/empirical method. In sandwich structures, calculation of force distribution under the punch nose is complicated, because the core is flexible and the difference between the modulus of elasticity of skin and core is large. In the present study, an exponential correlation between the contact force and indentation is proposed. The coefficient and numerical exponent were calculated using the experimental indentation results. A model based on a high-order sandwich panel theory was used to study the bending behavior of sandwich plate under hemispherical punch load. In the first method, the force distribution under the punch nose was calculated by the proposed method and multiplied to deformation of related point in the loading area to calculate the potential energy of the external loads. In the second method, the punch load was modeled as a point force and multiplied to deformation of maximum indented point. The results obtained from the two methods were compared with the experimental results. Indentation and bending tests were carried out on sandwich plates with glass/epoxy skins and a styrene/acrylonitrile foam core. In the bending test, a simply support condition was set and in the indentation test the sandwich specimens were put on a rigid support. Indeed, in this position the punch movement was equal the indentation. The comparison between the analytical and experimental results showed that the proposed method significantly improved the accuracy of analysis. در این مقاله، قانون تماس بین ورق ساندویچی با هسته اسفنجی انعطاف‌پذیر و رویه کامپوزیتی با سمبه نیم‌کروی صلب با استفاده از روش تحلیلی- تجربی بررسی شد. به‌طور کلی، رابطه بین تغییرشکل و بار وارد شده به سازه به‌وسیله جسم خارجی، قانون تماس یا نفوذ نامیده می‌شود. در سازه‌های ساندویچی با توجه به انعطاف‌پذیری هسته و تفاوت زیاد مدول کشسانی بین رویه و هسته، به‌دست آوردن توزیع نیروی حاصل از تماس سمبه پیچیدگی‌های فراوانی دارد. در روش حاضر، با درنظرگرفتن رابطه توانی بین نیروی وارد شده به سازه و مقدار نفوذ سمبه، به همراه استفاده از نتایج تجربی حاصل از آزمون نفوذ بر سازه ساندویچی، توزیع نیرو محاسبه شده است. با توجه به توزیع نیروی به‌دست آمده و استفاده از حل مرتبه بالای سازه‌های ساندویچی، تغییرشکل ورق ساندویچی زیر بارگذاری ایستا (خمش) محاسبه شد. در این حل، رویه‌ها براساس فرض‌های نظری مرتبه اول برشی و هسته به شکل جسم سه‌بعدی که می‌تواند در راستای ضخامت فشرده شود، مدل‌سازی شدند. در بخش تجربی، ابتدا آزمون نفوذ و سپس آزمون خمش روی نمونه‌ها انجام شد. در آزمون نفوذ، نمونه‌ها با قرارگرفتن روی تکیه‌گاه صلب، بارگذاری شدند تا سازه تغییرشکل کلی نداشته باشد و مقدار جابه‌جایی نوک سمبه برابر با مقدار نفوذ باشد. در آزمون خمش، شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده درنظر گرفته شد و نیرو به‌وسیله سمبه‌ای صلب نیم‌کروی در وسط ورق وارد شد. نمونه‌های ساندویچی بررسی ‌شده دارای رویه‌های از جنس کامپوزیت شیشه-اپوکسی و هسته از جنس‌ اسفنج استیرن-آکریلونیتریل بودند. مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی نشان داد، استفاده از توزیع نیروی به‌دست آمده می‌تواند موجب افزایش قابل توجه دقت پیش‌بینی نتایج برای محاسبه تغییرشکل سازه ساندویچی با هسته انعطاف‌پذیر تحت بارگذاری ایستا شود. http://jips.ippi.ac.ir/article_1497_156e6cbae4ff61c6eef15cb245ac1a60.pdf