Free Vibration Analysis of Foam-Core Sandwich Structures

Abstract

In this paper, the free vibration analyses of aluminum-foam sandwich structures were completed numerically. Foam and aluminum(Al) were used for the core and surface layers of the sandwich structure, respectively. In addition, an adhesive was used as a thinfilm. Natural frequencies and mode shapes of the sandwich structure were obtained for different thickness core and surfacematerials. For this, three different sandwich structures, different thickness of the core with same surface layers and the same corethickness with different surface layers thickness, were modeled as SS1, SS2 and SS3. Analyses were performed byABAQUS/Standard finite element software. The increase in the thickness of the Al layer generally caused a decrease in thefrequency, but this decrease is not very dramatic. The increase in the thickness of the core has caused a serious increase in thefrequency of the sandwich structure.

Özet

Bu çalışmada, köpük çekirdekli alüminyum yüzey tabakasına sahip sandviç yapıların serbest titreşim analizleri nümerik olarak incelenmiştir. Malzeme olarak modelleme işlemi sandviç yapının yüzey tabakaları alüminyum, çekirdek malzemesi köpük olacak şekilde yapılmıştır. Ek olarak köpük ve alüminyum tabakalar arasına ince bir adeziv film bölgesi tanımlanmıştır. Sandviç yapının doğal frekansı ve mod şekillerinin farklı kalınlıkta yüzey ve çekirdek malzemesi kullanımı ile nasıl değiştiği incelenmiştir. Bu bağlamda SS1, SS2 ve SS3 olmak üzere üç çeşit sandviç yapı modellenmiştir. Bu yapıların bir bölümünde çekirdek kalınlığı sabit tutulup yüzey malzemesi kalınlığı değiştirilmiş geri kalanında yüzey malzemesi kalınlığı sabit tutulup çekirdek kalınlıkları değiştirilmiştir. Analizler ABAQUS/Standard sonlu elemanlar paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Alüminyum yüzey tabakası kalınlığındaki artış genel olarak doğal frekansta bir düşüşe sebep olsa da bu düşüş ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak çekirdek kalınlığındaki artış sandviç yapının doğal frekansında dikkate değer bir artış meydana getirmiştir.