Akadēmiskais centrshttps://doi.org/10.22364/mkm.58.2.04
M. Багери Тофиги1, Х. Биглари1, M. M. Шокри2
1 Department of Mechanical Engineering, University of Tabriz, Iran
2 Composites Research Laboratory, Center of Excellence in Experimental Solid Mechanics and Dynamics, School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
Экспериментальное и численное исследование отклика на низкоскоростной удар сандвичконструкций с сердцевиной из полипропилена, армированной графеном
Перевод с англ.
Полный текст: PDF (RUS)
Ударное поведение сандвич-конструкций изучали экспериментальными и численными методами. Испытали сандвич-конструкции с алюминиевыми лицевыми слоями и сердцевиной из чистого полипропилена (ПП) и наполненнного 0,5% по массе графена (ПП/0,5% Г). Испытания на удар показали, что наноармированные конструкции выдерживают большее контактное усилие и имеют меньшую продолжительность контакта, чем конструкции с неармированной сердцевиной. Наноармированные конструкции имели меньшую площадь повреждения и глубину вмятины. Неармированные сандвич-конструкции поглощали больше энергии удара в силу большего количества произошедших в них повреждений. Для дальнейшего исследования ударного отклика сандвич-конструкций разработали и реализовали в программном обеспечении ABAQUS трехмерную конечно-элементную модель. Ударное поведение сердцевины и лицевых слоев алюминия, ПП и ПП/Г в зависимости от скорости деформации исследовали с помощью модели материала Джонсона–Кука. Результаты моделирования сравнили с экспериментальными и установили хорошее согласование между ними. Апробированную конечноэлементную модель использовали при оценке влияния геометрических и материальных параметров, в том числе толщины слоев алюминия и полипропилена, массового содержания наночастиц и механических свойств слоев алюминия, на ударную прочность сандвич-конструкций. Введение в ПП 0,5% по массе графена обеспечило максимальные характеристики при ударе, на которые существенно влияли предел текучести и модуль упругости алюминиевых слоев.
Ключевые слова: удар низкоскоростной, модель материала Джонсона–Кука, сандвич-конструкция, полипропилен, модель конечно-элементная
Поступила в редакцию 14.04.2021
Окончательный вариант поступил 08.11.2021
Статья на английском языке (Springer):
An experimental and numerical investigation on low-velocity impact response of nano-reinforced polypropylene core sandwich structures