پانل های ساندویچی به دلیل داشتن خصوصیاتی همچون وزن کم، عایق صوتی و حرارتی خوب، نصب و راه اندازی آسان، مقاومت زیاد و قیمت کم امروزه کاربردهای بی شماری در صنعت و ساختمان سازی پیدا کرده اند. در این پژوهش امکان بهبود استحکام پانل ساندویچی از طریق تغییر در جنس و شکل مغزی بررسی شد. جنس مغزی ساخته شده در این پژوهش کاغذ باطله ی روزنامه و شکل آن حفره دار بود. برای ساخت این نوع مغزی، نیاز به طراحی و ساخت نوعی قالب بود تا مواد اولیه با نسبت های مشخص برای ساخت مغزی کاغذی درون آن شکل نهایی خود را پیدا کنند. شرایط ساخت نمونه های آزمایشگاهی با مغزی کاغذی و رویه هایی از جنس MDF با استفاده از مقادیر متفاوت کاغذهای خردشده با ابعاد مشخص و به کارگیری دو نوع چسب متداول اوره فرمالدئید و فنل فرمالدئید در سازگاری با قالب پیچیده ای که طراحی و ساخته شده بود، فراهم شد. تأثیر نوع چسب به کاررفته در مغزی و چگالی مغزی که از عوامل متغیر این پژوهش بودند، بر ویژگی های مکانیکی پانل ساندویچی بررسی شد. اولین نتایج این پژوهش نشان داد که ضایعات کاغذ روزنامه در شکل لایه ی مغزی (هسته) اجرای قابل قبولی در ساخت یک پانل ساندویچی سبک با پایداری مناسب داشته است. چگالی مغزی کاغذی نیز در بهبود مقاومت های خمشی اثر کاملاً معنی دار دارد، به طوری که با افزودن چگالی، این مقاومت ها نیز افزایش یافت. افزون بر اینها نوع چسب مصرفی در ساخت مغزی اثر معنی داری بر مقاومت خمشی پانل ساندویچی دارد، به طوری که چسب فنل فرمالدئید نسبت به اوره فرمالدئید موجب بهبود بیشتر مقاومت های خمشی شد.

در این مقاله با استفاده از روش جدیدی بر اساس نظریه بهبودیافته مرتبه بالا صفحه های ساندویچی، ارتعاشات آزاد این صفحات مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون و روش انرژی بدست آمده است. برای رویه ها از تئوری برشی مرتبه اول استفاده شده است و در هسته، جابجایی ها در جهت های مختلف، به صورت چند جمله ای با ضرایب نامعلوم فرض شده اند. نیروهای اینرسی، ممانهای اینرسی و تغییرشکل های برشی در هسته میانی و رویه ها در نظر گرفته شده اند. همچنین بر خلاف در نظر نگرفتن تنش های صفحه ای هسته در مقالات قبلی، در این مقاله فرض شده است که هسته قابلیت تحمل تنش های صفحه ای را دارد و اثر آن ها در جواب ها مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حل نیمه تحلیلی برای یک صفحه ساندویچی با شرایط مرزی ساده، با استفاده از روش نویر و با حل معادله مقادیر ویژه بدست آمده است. این روش مودهای بالاتری را نسبت به سایر نظریه های صفحات ساندویچی دارد. دقت و صحت این تئوری با مقایسه بین نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی و عددی موجود در مراجع، بررسی شده است. اثر تعدادی از پارامترهای فیزیکی و یا هندسی روی فرکانس های طبیعی مورد بررسی قرار گرفتند.

پانل های ساندویچی به دلیل ساختار منحصر به فرد خود، دارای ویژگی های خاصی هستند، که مهم ترین ویژگی آن ها نسبت استحکام به وزن بالا می باشد. متغیرهایی که برای طراحی پانل های ساندویچی تعریف شده اند، باید به نحوی تعیین شوند، که در عین فراهم آوردن استحکام لازم، کمترین وزن را نیز داشته باشند. به همین دلیل استفاده از الگوریتم های بهینه سازی در طراحی این پانل ها از اهمیت خاصی برخوردار است. بهینه سازی گروه ذارت (PSO) یک روش تصادفی الهام گرفته از طبیعت می باشد که برای حل مسائل ترکیبی و چند منظوره در مهندسی به کار می رود. در این مقاله کاربرد این روش در بهینه سازی وزن پانل ساندویچی با هسته منشوری با رعایت قیدهای تسلیم و کمانش بیان شده است. از آنجایی که الگوریتم PSO نیاز به مشتق گیری و حدس اولیه خاص ندارد و نیز یک فرایند اتفاقی است، قادر است فضای حل وسیعی را با احتمالی مناسب جستجو کند. مقایسه نتایج نشان داد که الگوریتم PSO به جواب های بهتری رسیده که در تکرارهای کمتری به دست آمده است.

در این مقاله، تحلیل های ارتعاشات و فلاتر مافوق صوت پانل های ساندویچی ذوزنقه ی مطالعه شده است. پانل ذوزنقه ی هدفمند به همراه پانل ساندویچی تقویت شده با نانو صفحات گرافن در نظر گرفته شده است. فرض می شود که نانو فیلرهای صفحات گرافن در ماتریس به دو صورت یکنواخت و غیریکنواخت در راستای ضخامت توزیع شده است. الگوهای توزیع UD، FG-X، FG-V، FG-O و FG-A در نانو صفحات گرافن هستند. بر اساس تیوری های مرتبه بالا کانت، معادلات دینامیکی از پانل های ساندویچی تقویت شده با نانوصفحات گرافن با استفاده از اصل توسعه یافته همیلتون به دست آمده اند. فشار دینامیکی مطابق با تیوری شبه پایدار مافوق صوت پیستون حدس زده می شود. سپس، با استفاده از یک تبدیل مختصات، معادلات حاکم و شرایط مرزی از مختصات اصلی به مختصات جدید محاسباتی تبدیل می شوند. در نهایت، روش مربعات دیفرانسیلی برای به دست آوردن فرکانس های طبیعی، شکل مودها و فشار آیرودینامیکی بحرانی استفاده می شود. تاثیر توزیع مختلف تخلخل، ضرایب تخلخل، توزیع نانو صفحات گرافنی، مقدار کسر وزنی، هندسه نانوفیلرهای نانوصفحات گرافن و ابعاد هندسی بر روی فرکانس های طبیعی و رفتار ناپایداری سیستم مطالعه می شود.

امروزه بهینه سازی بر پایه توانایی اعتماد (RBDO) یکی از مساله های مهمی است که امکان دستیابی به هم سنگی میان ایمنی بالا و کاهش وزن را فراهم آورده است. با توجه به وجود عدم قطعیت در مساله های مهندسی طرح بهینه سازه باید به گونه ای باشد که توانایی اعتماد سازه از حد مشخصی کمتر نشود. مقاله حاضر به بهینه کردن وزن گونه ای از پانل ساندویچی پرداخته است. نخست مساله با الگوریتم موروثی حل شده، سپس با استفاده از روش تودرتو با تحلیل توانایی اعتماد به صورت مستقیم (RIA)، روش تودرتو با تحلیل توانایی اعتماد به صورت وارون  (PMA)و روش طراحی فضای مطمئن(RDS) ، وزن پانل با توجه به شاخص توانایی اعتماد موردنظر بهینه شده است. نتیجه های به دست آمده از روش های فوق الذکر و روش الگوریتم موروثی با هم مقایسه شده است. نتیجه ها نشان داد پانل با شمار نیم موج های هسته بیشتر، اگر محدودیت فضائی در طراحی وجود نداشته باشد، در فراهم کردن شاخص توانایی اعتماد به ویژه در بارهای بالاتر کارائی بهتری خواهد داشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

در این مقاله بهینه سازی چندهدفه پانل های ساندویچی با هسته باز و منشوری مورد بررسی قرار گرفته است. نامگذاری این پانل ها بر اساس تعداد موج های هسته (n) صورت می گیرد. پانل به عنوان یک مبدل حرارتی در نظر گرفته شده که همزمان تحت بارگذاری طولی نیز قرار دارد. الگوریتم بهینه سازی دوهدفه گروه ذرات با در نظر گرفتن وزن و شاخص انتقال حرارت به عنوان توابع هدف استفاده گردیده است. بهینه سازی به گونه ای انجام می شود تا پانل ضمن اینکه دچار تسلیم و کمانش در صفحه های رویه و هسته در بارگذاری های مختلف نمی شود، دارای کمترین وزن و در عین حال بیشترین شاخص انتقال حرارت نیز باشد. نتایج نشان داد دو پانل باn=1  و n=7، پانل های مناسب در بهینه سازی یک هدفه و دوهدفه می باشند. همچنین، بیشترین شاخص انتقال حرارت به دست آمده توسط یک پانل مشخص در بارگذاری های مختلف تقریبا یکسان است. نمودارهای پرتوی حاصل شده از بهینه سازی دوهدفه دارای دو ناحیه متمایز بوده که در یک ناحیه افزایش وزن منجر به افزایش شدید شاخص انتقال حرارت، و در ناحیه دیگر این شاخص تقریبا ثابت می ماند. این نمودارها ابزاری مناسب جهت انتخاب پانل و ابعاد هندسی آن با توجه به اهمیت هر یک از توابع هدف می باشند. مقایسه نتایج بیانگر کارائی روش گروه ذرات در بهینه سازی یک هدفه و دوهدفه این پانل هاست.

استفاده از سازه های ساندویچی که از هسته های موجدار ساخته شده است، درصنایع متفاوتی مانند صنایع خودرو، هوافضا، کشتی سازی کاربرد وسیعی پیداکرده است. هسته های موجدار در وسط سازه های ساندویچی، سبب افزایش تحمل بار خمشی بالاتر می شود. برای اولین بار دراین مقاله، پانل ساندویچی با هسته موجدار با استفاده از یک حل تحلیلی مبتنی روش سری توانی بررسی شده است. بکارگیری روش سری توانی محدودیت های اعمال شده در تحقیقات گذشته را برای شرایط مرزی خاص به منظور حل تحلیلی معادلات نخواهد داشت. در ابتدا معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم با تکیه بر سری دوگانه مک لورن بر اساس نظریه مرتبه اول ورق بسط داده شده اند و سپس با توجه به شرایط مرزی متنوع حل شده اند. در این مقاله فرض شده است که پانل ساندویچی بر روی تکیه گاه الاستیک قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این روش با مراجع دیگر صحه گذاری شده است. درادامه مقاله، تاثیر پارامترهای هندسی مختلف از قبیل ضخامت روکش ها، ضخامت هسته، زاویه، طول گام، نوع شرایط تکیه گاهی و سختی تکیه گاه الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق از چسب اوره/ ملامین فرمالدهید با نسبت های مختلف (10: 90، 20: 80 و 30: 70)، خاک اره و ضایعات لاستیک با نسبت اختلاط (0: 100، 10: 90 و 20: 80) و دمای پرس (160، 170 و 180 درجه سانتی گراد) پانل های ساندویچی سبک ساخته شدند. همچنین لایه صنوبر 2 میلی متری روی سطوح پانل پرس شدند. آزمون های مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی و مقاومت به فشار موازی الیاف به ترتیب بر اساس استاندارد ASTM آیین نامه C393، D1037 و C364 انجام شد. نتایج آزمون های مکانیکی توسط تجزیه واریانس و گروه بندی میانگین ها با آزمون چند دامنه ای دانکن با سطح اطمینان 95 درصد از نظر آماری تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار خواص مکانیکی پانل های ساندویچی در دمای 170 درجه سانتی گراد بود. افزودن 30 درصد رزین ملامین فرمالدهید موجب افزایش حداکثری خواص مکانیکی شد. افزایش میزان لاستیک تا 10 درصد موجب افزایش حداکثری مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و چسبندگی داخلی شد و تخته های فاقد لاستیک حداکثر مدول الاستیسیته را دارا بودند.