1. 1 פרויקט מסכם מספר פרויקט: 05-04 אפיון ההתנהגות המכאנית של ספוגי אלומיניום

2. 2 מבוא פרויקט מחקר זה נבע מהצורך לכייל מודלים נומריים בתוכנות מחשב המבצעות סימולציות של מיגון מבנים בפני גלי הדף מפיצוץ.

3. 3 מטרת הפרויקט : אפיון התכונות המכאניות של ספוגי אלומיניום לקבלת גרף עיבור נפחי-לחץ בהשפעת שינוי קצבי עיבור, צפיפויות והעמסה.

4. 4 השיטות לפתרון לימוד והכרת סוגי ספוגי מתכת. בחירת סוגי ספוגים מתאימים. לימוד והכרת שיטות ניסוי לאפיון תכונות מכאניות. ביצוע ניסויים סטאטיים ודינאמיים. עיבוד המידע לקבלת התכונות המכאניות של הספוג.

5. 5 הערכה כלכלית דוגמת אנליזה אפליקציה למיגון סיכום תוצאות דינאמיים סטטיים רקע תיאורטי תכנון ניסויים סיכום ומסקנות שלבי הפרויקט

6. 6 רקע תיאורטי מבנים סלולריים תאים סגורים תאים סגורים תאים פתוחים תאים פתוחים חלות דבש חלות דבש טכניקות ייצור הזרמת גז הזרמת גז אקסטרוזיה אקסטרוזיה מטריצה מתכלה מטריצה מתכלהתכונותאפליקציותיצרנים

7. 7 תכנון ניסויים בפרויקט זה נבדקו ספוגי אלומיניום עם תאים סגורים של חברת CYMAT, הקנדית. TYPE A TYPE B :Type A עובי- mm72, צפיפות- gr/cc0.135 :Type B עובי- 85mm, צפיפות- gr/cc0.27 :Type C עובי- 35mm, צפיפות- gr/cc0.135

8. 8 ניסויים סטטיים מכשיר לחיצה הידראולי מכשיר לחיצה הידראולי מכבש INSTRON מכבש INSTRON תוצאות

9. 9 מכשיר לחיצה הידראולי תיאור המערכת מהלך הניסוי עומס לחיצה חד-צירית עומס לחיצה חד-צירית צפיפות 5% צפיפות 5% קצב קוואזי סטטי קצב קוואזי סטטי גרף כיול מכשיר למדידת מעוותים בוכנת לחיצה מד מעוות ברז שחרור לחץ

10. 10 מכבש INSTRON תיאור המערכת מהלך הניסוי עומס לחיצה חד-צירית עומס לחיצה חד-צירית צפיפות 5%,10% צפיפות 5%,10% קצב mm/sec 1 קצב mm/sec 1

11. 11 תוצאות הניסויים הסטטיים מכשיר לחיצה הידראולי מכשיר לחיצה הידראולי מכבש INSTRON מכבש INSTRON ריכוז תוצאות ריכוז תוצאות

12. 12 תוצאות מכשיר לחיצה הידראולי

13. 13 תוצאות מכבש INSTRON

14. 14 ריכוז תוצאות סטטיות

15. 15 ניסויים דינאמיים מכבש INSTRON מכבש INSTRON מטוטלת אימפקט מטוטלת אימפקט נקבת הלם נקבת הלם תוצאות

16. 16 מכבש INSTRON תיאור המערכת מהלך הניסוי עומס לחיצה חד-צירית עומס לחיצה חד-צירית צפיפות 5%,10% צפיפות 5%,10% קצב m/sec 2 קצב m/sec 2

17. 17 מטוטלת אימפקט תיאור המערכת מהלך הניסוי עומס לחיצה חד-צירית עומס לחיצה חד-צירית צפיפות 5% צפיפות 5% קצב m/sec 1-2 קצב m/sec 1-2 סרטון

18. 18 סכימת מערכת המטוטלת מטוטלת אימפקט מגבר B2120 מערכת איסוף נתונים לוח בטון מגבר 133E ספוג - מדיד תאוצה - מדיד מעוות

19. 19 נקבת הלם מדדי לחץ תא הניסוי DRIVEN DRIVER תיאור המערכת מהלך הניסוי עומס לחיצה חד-צירית עומס לחיצה חד-צירית צפיפות 5% צפיפות 5% קצב m/sec 30 קצב m/sec 30

20. 20 תוצאות הניסויים הדינאמיים ריכוז תוצאות ריכוז תוצאות מכבש INSTRON מכבש INSTRON מטוטלת אימפקט מטוטלת אימפקט נקבת הלם נקבת הלם

21. 21 תוצאות מכבש INSTRON

22. 22 תוצאות מטוטלת אימפקט

23. 23 תוצאות נקבת הלם

24. 24 ריכוז תוצאות דינאמיות

25. 25 סיכום תוצאות האנרגיה ליחידת נפח שהספוג "בולע" מוגדרת כשטח מתחת לעקומת לחץ מעוות נפחי ומחושבת כך: Joul/m3

26. 26 אפליקציה למיגון צילום מהיר של ניסוי פיצוץ

27. 27 תוצאות הפיצוץ מטרה ממוגנת מטרה חשופה

28. 28 דוגמת אנליזת FEM באנליזה נבדקו שני מקרים: האחד מיכל עם ספוג והשני ללא.

29. 29 תוצאות האנליזה חלוקת האנרגיה במיכל ללא ספוגחלוקת האנרגיה במיכל ממוגן עם ספוג

30. 30 הערכה כלכלית עלות הפרויקט מורכבת משלושה מרכיבים: עלות הפרויקט מורכבת משלושה מרכיבים: עלות חומרי גלם. עלות עבודת ייצור. שעות עבודה לביצוע ניסויים. סה"כ עלות מחקר הינה: 8,800 ₪.

31. 31 סיכום ומסקנות הצפיפות היחסית של הספוג וקצב המעוות הם שני פרמטרים משמעותיים ביותר עבור התכונות המכאניות של הספוג. בקצבים נמוכים בתחום הנבדק, כמות האנרגיה שעוברת לספוג אינה מושפעת מקצב המעוות. בקצבי מעוות גדולים יותר (קרובים יותר לקצבים בהם צפוי הספוג להיתקל בפיצוץ), קשיחות הספוג גדלה וכמות האנרגיה הנספגת בו גדלה. הלחץ הדרוש לקריסת הספוג גדל ככל שהצפיפות היחסית של הספוג גדלה. בקצב מעוות קבוע, האנרגיה שהספוג סופג גדלה ככל שהצפיפות היחסית של הספוג גדלה. עובי הספוג לא משפיע על כמות האנרגיה ליחידת נפח שהוא יכול לספוג.

32. 32 המלצות להמשך המחקר השפעת הטמפרטורה על ההתנהגות המכאנית. תופעת הפצלה (SPALL)- החזר של גלים אלסטיים הגורם לעליה במאמצים ולקריעת הספוג. השפעת גודל התאים על ההתנהגות המכאנית. ההיבטים התרמו-דינאמיים. סוגי ספוגים אחרים (תאים פתוחים,חלות דבש).

33. 33 חלקים מעבודה זו פורסמו בכנס מדעי שנערך השנה ביפן: “Dynamic compressive behavior of aluminum foams under impact loads and shock waves”, in Design and Analysis of Protective Structures against Impact/Impulsive/Shock Loads, Eds. T. Ohno, T. Krauthammer & T.-C. Pan, Daioh Co. Ltd., Kanda, Tokyo, Japan, 71-77, 2003. “Dynamic compressive behavior of aluminum foams under impact loads and shock waves”, in Design and Analysis of Protective Structures against Impact/Impulsive/Shock Loads, Eds. T. Ohno, T. Krauthammer & T.-C. Pan, Daioh Co. Ltd., Kanda, Tokyo, Japan, 71-77, 2003. וכמו כן, במאמר המדעי הבא: "Experimental Investigation of the Dynamic Properties of Aluminum Foams", Accepted ASCE J. Structure Engineering (2004).

34. 34 עיבוד וניתוח תוצאות מתקן לחיצה הידראולי מכבש INSTRON מטוטלת אימפקט נקבת הלם

35. 35 חישוב שגיאה השגיאה במעוות