دانشجو: آقای علی معدن دار
استاد راهنما: دکتر حسن شکراللهی
استاد راهنما: روح اله حاجی زاده
زمان: چهارشنبه ۳۰ بهمن ماه ۱۴۰۴ ساعت: ۰۸:۳۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
چکیده: این پژوهش به بررسی تجربی رفتار مکانیکی و آکوستیکی سازه ساندویچی با رویه کامپوزیت زیستتخریبپذیر و هستهی شانه تخممرغ پر شده ازفوم میپردازد. یکی از اهداف اصلی این پژوهش، کاهش وابستگی به مواد مرسوم و جایگزینی آنها با گزینههای سازگار با محیطزیست برای دستیابی به سازهای با خواص مکانیکی و آکوستیکی مطلوب است.
درراستای این هدف، هستهها در چهار نوع مختلف ساخته شدند: شانه تخممرغ خالی، پرشده با فوم از بالا، پر شده با فوم از پایین و پر شده دوطرفه با فوم که ضمن بهرهگیری از ساختار هندسی بهینه، قابلیتهای سازهای و صوتی مناسبی را فراهم میکند.. لایههای رویه نیز از کامپوزیت با ماتریس پلیلاکتیک اسید تقویتشده با الیاف طبیعی کتان تشکیل شدند. این انتخاب ضمن حفظ خواص مکانیکی، با امکان تخریبپذیری و کاهش مصرف منابع فسیلی، گامی مؤثر در جهت کاهش آلودگیهای زیستمحیطی و ردپای کربن برداشت.
ارزیابی جامع رفتار مکانیکی و آکوستیکی با انجام آزمونهای خمش سهنقطه روی ساندویچپنلهای کامل و کامپوزیتهای رویه و همچنین آزمون کشش روی نمونههای خالص و کامپوزیتی پلیلاکتیک اسید صورت گرفت. رفتار آکوستیکی با استفاده از لوله امپدانس برای اندازهگیری پارامترهای ضریب جذب و افت انتقال صوت انجام شد. ضریب جذب صوت برای کامپوزیت رویه و هستهها و افت انتقال صوت برای ساندویچپنلهای کامل و کامپوزیت رویه مورد سنجش قرار گرفت. تأثیر فاصله هوایی ?? و ?? میلیمتری نیز بر روی ضریب جذب صوت هستهها بررسی شد.
کامپوزیتهای زیستتخریبپذیر پلیلاکتیک اسید-کتان (حاوی ?/?? درصد حجمی الیاف) که با استفاده از فرآیند پخت فرابنفش ساخته شدند. در آزمون کشش، استحکام نهایی ?/?? مگاپاسکال و مدول الاستیسیته ??/? گیگاپاسکال را ثبت کردند که به ترتیب بهبودی ??? و ?? درصدی نسبت به ماده ماتریس خالص نشان داد. در بخش سازهای، روش تزریق مستقیم فوم پلییورتان به سلولهای هسته، اتصال یکپارچهای را تضمین نمود. در آزمون خمش، ساندویچپنل با هسته دوطرفه پر شده با فوم، بالاترین پتانسیل جذب انرژی و بهترین عملکرد مکانیکی را ارائه داد. در ارزیابیهای آکوستیکی، عملکرد هستهها متفاوت بود؛ بهطوری که هسته شانه تخممرغ خالی به عنوان یک جاذب پهنباند (با ضریب جذب بالای ??/? در محدوده ??? تا ???? هرتز) عمل کرد، در حالی که هسته پر شده از پایین با فوم، رفتار رزونانسی کمفرکانس از خود نشان داد. تحلیل افت انتقال صوت نیز حاکی از آن بود که هسته دوطرفه پر شده با فوم، با حفظ افت انتقال بالای ?? دسیبل در محدوده فرکانسی ??? تا ???? هرتز، بهترین عایق صوتی پهنباند محسوب میشود.
بهطور کلی، نتایج این پژوهش تأیید میکند که پر کردن هسته شانه تخممرغ با فوم پلییورتان میتواند بهطور همزمان عملکرد مکانیکی و عایقسازی صوتی را ارتقاء دهد. با این حال، افزایش مقدار فوم باید با در نظر گرفتن محدودیتهای مرتبط با افزایش جرم نهایی سازه بهینهسازی شود.
|