بررسی عددی و تجربی رفتار الاستومرها در مقابل بار ضربه ای

از فوم های پلیمری الاستیک-پلاستیک بمنظور جلوگیری از صدمه به سرنشینان اتومبیل در تصادفات، بطور وسیعی در صنعت اتومبیل سازی استفاده می شود. این فوم ها بدلیل دارا بودن قابلیت جذب انرژی مناسب، موجبات ایمنی وسایل نقلیه را فراهم می آورند از فوم های الاستومری نیز بطور وسیع در سیستم های جذب ارتعاشی و همچنین بصورت لایه بین اجزاء کالاهای الکتریکی بمنظور جلوگیری از بروز بارهای ضربه ای ناگهانی، استفاده می شود. در این پروژه به بررسی عددی و تجربی رفتار دو نوع فوم الاستیک-پلاستیک epp1 و pu2 به ترتیب مورد استفاده در سپر خودروی سمند و براید و همچنین فوم الاستومری epdm3 تحت بار ضربه ای پرداخته شده است. ابتدا هر سه نوع فوم بمنظور تعیین رفتارکنش-کرنش آن ها تحت بارگذاری شبه استاتیکی قرار گرفتند. در این آزمایشات فوم ها در دو سرعت بارگذاری 3 و 100 میلی متر بر دقیقه مورد آزمایش قرار گرفتند تا وابستگی ان ها به نرخ کرنش مورد بررسی قرار گیرد. سپس آزمایشات شبه استاتیکی با نرم افزار المان محدود abaqus مدلسازی شده و نتایج آزمایشات با تحلیل عددی مقایسه شده است. در آزمایشات ضربه، نمونه های هر سه نوع فوم به شکل دایره ای و در ضخامت های مختلف می باشند. این آزمایشات توسط دستگاه سقوط آزاد انجام گرفته است. در تمامی آزمایشات یرخورد ضربه زننده از دو ارتفاع 5/0 و ا متر می باشد. در نتیجه اثرات سرعت برخورد ضربه زننده و ضخامت های مختلف نمونه تحت ضربه مورد بررسی قرار گرفته است. سپس آزمایشات ضربه دو نرم افزار abaqus مدلسازی شده و کمیت های از قبیل شتاب و نیروی ایجاد شده در ضربه زننده، میزان فشردگی نمونه در طی ضربه و میزان جذب انرژی نمونه ها مورد مقایسه قرار گرفته است. بمنظور تعیین ضرایب دینامیکی نیرو و انرژی، نمونه ها با همان ابعاد استفاده شده در آزمایشات ضربه، تحت بارگذاری استاتیکی قرار گرفتند. با توجه به اینکه حساسیت فوم epp به نرخ کرنش کمتر از دو نوع دیگر است، ضرایب دینامیکی مشخص برای فوم epp می توان تعریف کرد. در نهایت به بررسی ریز ساختار فوم ها فبل و بعد از بارگذاری پرداخته شده است و تغییرات ریز ساختارهای سلولی آن ها پس از بارگذاری استاتیکی و ضربه مورد بررسی قرار گرفته است.