تحلیل تجربی و عددی پارامترهای موثر بر رفتار مکانیکی فوم آلومینیومی سلول بسته در ضربه سرعت پایین

در این مقاله به بررسی پارامترهایی مانند قطر حفره های تشکیل دهنده فوم، ضخامت دیواره ها در راستای افقی و عمودی بر روی میزان جذب انرژی فوم های آلومینیوم ۳۵۶ سلول بسته تولیدی به روش فوم از دست رونده تحت ضربه سرعت پایین پرداخته شد. برای کاهش هزینه های تولید و تعداد آزمایش ها از روش طراحی آزمایش استفاده گردید. بر اساس طراحی انجام شده ۱۵ آزمایش پیشنهاد گردید. سپس طبق نتایج طراحی آزمایش، شبیه سازی فوم ها با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس انجام و بر اساس میزان جذب در حالت های مختلف، ۴ فوم برای تولید نهایی با دو ساختار مکعبی ساده و مکعبی مرکز پر انتخاب گردید. برای انجام آزمایش ضربه سرعت پایین از دستگاه وزنه سقوطی با وزنه ۵۰ کیلوگرم که از ارتفاع سه متر سقوط می کند، استفاده شد. نتایج نشان داد هر چه قطر حفره های فوم کوچک تر باشد میزان جذب انرژی بیشتر خواهد بود. همچنین ضخامت دیواره های فوم در راستای افقی تاثیر بیشتری نسبت به راستای عمودی بر میزان جذب انرژی فوم دارد. از بین دو نوع ساختار مورد مطالعه، ساختار مکعبی ساده عملکرد بهتری نسبت به ساختار مکعبی مرکز پر داشت. مقایسه نتایج شبیه سازی و تجربی نشان داد میزان اختلاف بین ۱۰-۳۰% است. بیشترین اختلاف مربوط به ساختارهای مکعبی مرکز پر بود که علت اصلی آن را می توان در سخت تر بودن ساخت این نمونه ها در واقعیت نسبت به حالت ایده آل شبیه سازی دانست.