بهینه سازی ساندویچ پانل بصورت جاذب انرژی با هندسه مختلف با فوم و بدون فوم تحت بار شبه استاتیکی و دینامیکی با نرم افزار ls dyna

مدلسازی تحلیلی لانه زنبوریهای فلزی در ساندویچ پنل‏ها می‎باشد.

بررسی خصوصیات جذب انرژی خانه های لانه زنبوری فلزی و توسعه مدلهای تحلیلی برای بررسی رفتار جذب انرژی خانه های لانه زنبوری در این میان به کمک نرم افزار ls dyna  از موارد مهمی می باشد که مورد مطالعه قرار می‎گیرد.

همچنین بررسی خصوصیات جذب انرژی خانه های لانه زنبوری فلزی ار جمله اهداف می باشد

فهرست موضوعات

1-              ساندویچ‌پنل. 4

1-1-                          کاربرد ساندویچ پانل. 5

1-1-                          خواص ساندویچ پانل. 5

1-2-                 انواع ساندویچ پانل. 6

1-3-                 ساندویچ پانل سقفی.. 6

1-3-1-             ساندویچ پانل دیواری.. 6

1-3-2-                ساندویچ پانل سردخانه‌ای.. 6

1-3-3-             ضخامت ساندویچ پانل. 7

1-3-4-                    فوم پلی یورتان ساندویچ پانل. 7

1-4-                                    روش های تولید ساندویچ پانل. 8

1-4-1-         روش کانتینیوز 8

1-4-1-1.                دستگاه کانتینیوز پلی یورتان. 8

1-4-1-2.                 دستگاه کانتینیوز پلی استایرن. 9

1-4-2-             روش دیسکانتینیوز9

1-4-2-1.                      خط تولید دیسکانتینیوز پلی یورتان. 9

1-4-2-2.                       خط تولید دیسکانتینیوز پلی استایرن. 10

1-5-                                              انواع مواد موجود در هسته ی ساندویچ پانل. 10

1-5-1-                                                  انواع پوشش های ساندویچ پانل یا لایه های بیرونی.. 10

1-6-                 انواع ساندویچ پانل. 11

2-                  مروری بر ادبیات.. 13

2-1-          لانه زنبوری.. 15

2-2-                                                 واژگونی پوسته های استوانه ای: روش الکساندر20

2-3-                               کمانش سازه های هگزاگونال. 22

2-4-                                                     مدل تحلیلی لانه زنبوری بدون تغییر شکل رولینگ.. 24

2-5-                                                               مدل تحلیلی لانه زنبوری با در نظر گرفتن تغییر شکل رولینگ    28

2-6-          تست تجربی.. 30

3-                  آنالیز المان محدود. 33

3-1-                       ساختار پانل های ساندویچی.. 34

3-2-          آنالیز هسته. 37

3-3-                                                       مشخصه ساختمان پانل های ساندویچی لانه زنبوری.. 38

3-4-                                                         تست های استحکام پانل های ساندویچی لانه زنبوری.. 39

3-5-                             تست های خمش سه نقطه ای.. 40

3-6-                                    تحلیل تست های خمش سه نقطه ای.. 41

3-7-                        توزیع واقعی تنش برشی.. 45

3-8-                                         تحلیل تست کمانش ناشی از بارگذاری فشاری.. 49

3-9-                                   تست فشردگی ناشی از بارگذاری عرضی.. 49

3-10-                                        تحلیل تست فشردگی ناشی از بارگذاری عرضی.. 51

3-11-           افزایش استحکام. 52

4-                                                      بررسی مدهای واماندگی در پانل های ساندویچ. 54

4-1-          تاریخچه کار55

بررسی ساندویچ پنل و کاربردهای آن

1-             ساندویچ‌پنل

ساندویچ پنل[1] یا پنل کمپوزیت آلومینیم[2] (ACP) و همچنین مصالح کمپوزیتی آلمینیومی[3] (ACM) از ترکیبات سبک و مرکبی تشکیل شده است که از دو طرف به دو لایه محدود شده است و در میان آن یک لایه عایق قرار دارد (همانند یک ساندویچ همبرگر که نان آن همبرگر را از دو طرف پوشانده است) این عایق نرم و انعطاف‌پذیر است. ساندویچ پانل‌ها از موادی مانند پلی اورتان، پلی استایرن، پشم سنگ و پشم شیشه تولید می‌شوند.

شکل1- 1نمونه‎ای از ساندوچ پنل

1-1-       کاربرد ساندویچ پانل

استفاده از ساندویچ پانل در انواع سرد خانه‌ها و صنایع برودتی دفاتر کارگاهی درمانگاه صحرایی سرویس بهداشتی نمازخانه و محیط آموزشی، تعمیرگاه سیار، پست نگهبانی، ویلاهای یک و دو طبقه- واحدهای امدادی در زمانهای بحرانی مانند زلزله ساخت انواع سوله، دیوار و سقف سالن‌های تولید، ساختمان‌های اداری و هتل‌ها، کانکس، کانتینرها کاربرد ساندویچ پانل در مخازن چند جداره، پوشش سوله انبارها، خانه‌ها و ویلاهای، ساندویچ پانل در صنایع، پوشش سوله، باشگاه و سرد خانه، واحدهای امدادی در زمانهای بحرانی مانند زلزله ساخت انواع سوله، مسکونی، انبار غلات، مدارس و درمانگاه‌های سیار، سردخانه گوشت و لبنیات، خانه‌های سیار و کاروان‌ها، استخرهای سرپوشیده و سالن‌های ورزشی، دیوار و سقف ساختمان‌های صنعتی، دیوار و سقف کاذب و دیوار تقسیم داخلی و اتاق‌های اداری در کارخانه‌ها می‌باشد. همچنین ساندویچ پانل‌ها کاربردهای گوناگونی دیگری هم در صنایع مختلف دارد ازجمله ساخت کانکس،کانتینر، کانکس‌های یخچال دار ثابت و متحرک، سازه و خانه پیش ساخته، کمپ‌ها اسکان موقت، سوله، سازه فلزی، سازه فضایی، انبار و بار انداز، مجتمع‌های ورزشی، کارخانه صنعتی و تولیدی، سردخانه‌های صنعتی و نیمه صنعتی.

1-1-         خواص ساندویچ پانل

از جمله خواص آن می‎توان به موارد زیر اشاره نمود:

1 : عایق بسیار قوی انرژی 2 : سبک بودن در مقایسه با سایر مصالح 3 : قیمت تمام شده بسیار پاییین نسبت به مصالح سنتی 4 : قابل شستشو بودن 5 : نصب و اجرای آسان و سریع 6 : رنگ بندی های متنوع 7 : عایق صوتی مناسب 8 : مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله 9 : افزایش عمر مفید سازه 10 : قابلیت انعطاف پذیری زیاد جهت استفاده در طرح های خاص 11 : مقاومت بالا در برابر حلالها و عدم خورندگی در محیط های بازی و اسیدی

1-2-       انواع ساندویچ پانل

ساندویچ پانل‌ها در انواع ساندویچ پانل پلی یورتان، ساندویچ پانل سقفی، ساندویچ پانل دیواری، ساندویچ پانل سردخانه‌ای تولید می‌گردد. ساندویچ پانل ها از دو رو ورق تشکیل شده که نوع ورق می‌تواند ورق گالوانیزه، آلومینیوم، آلوزینگ و یا دورو فویل یا یکرو ورق و یکرو فویل باشد.

1-3-      ساندویچ پانل سقفی

پانل سقفی از ضخامت ۴ الی ۲۰ سانتی‌متر با فوم تزریقی پلی یورتان سخت (دانسیته ۲±۴۰) تولید می‌شود. این پانل مقاوم در برابر رشد گیاهان و قارچها و دارای ضریب هدایت حرارتی پایین می‌باشد. عرض مفید پانل سقفی ۱/۰۸ متر می‌باشد.

1-3-1-        ساندویچ پانل دیواری

ساندویچ پانل دیواری نوعی از مصالح ساختمانی که از دو لایه ورق که مابین آنها فوم تزریق شده است و جهت پوشش دیوار بکار می‌رود را ساندویچ پانل دیواری می‌نامند. پانل دیواری برای پوشش دیواره‌های فضاهای صنعتی، سردخانه‌ها، کانکس‌ها، ساختمان‌های پیش ساخته و.. به کار می‌رود. این پانل دارای عرض مفید ۱/۱۴ متر وگستره ضخامت از ۴ تا ۲۰ سانتی‌متر است.

1-3-2-       ساندویچ پانل سردخانه‌ای

ساندویچ پانل سردخانه‌ای به زبان ساده ترکیب هسته پلی یورتان rigid بین دو لایه ورق فلزی، محصولی است که ساندویچ پانل نامیده می‌شود. که پانل‌های سردخانه‌ای از ضخامت ۸ تا ۲۰ سانتی‌متر بنا به کاربری آن تولید می‌گردد و پلی یورتان مورد استفاده در آن ماده‌ای است کاملاً سخت و شکننده، به همین دلیل به تنهایی چندان قابل استفاده نمی‌باشد. اما با ساندویچ کردن این ماده بین دو لایه ورق فلزی با مقاومت کششی بالا به خواص مکانیکی مورد نظر دست پیدا می‌کنیم.

نوع و ضخامت ورق مورد استفاده: ورق الوزینگ (روی و آلومینیم)، گالوانیزه و آلومینیوم پیش رنگ شده به ضخامت ۰/۵ الی ۰/۷ میلیمتر در رنگ‌های متنوع و از نوع سوپر پلی استرکوره‌ای به ضخامت ۲۵ میکرون در قسمت بیرون و ۷ مکرون در رنگ پرایمر کوره‌ای از داخل در محل اتصال ورق با فوم. (چسبندگی فوم به ورق)

•          نوع پوشش ساندویچ پانل: دورو ورق ، یکرو ورق یکرو فویل ، یکرو ورق نایلون، یکرو ورق یکرو کاغذ ، دورو نایلون ، دورو کاغذ، دورو فویل.

[1] Sandwich panel

[2] Aluminium Composite Panel

[3] Aluminium Composite Material