Bio-inspired vs. conventional sandwich beams: A low-velocity repeated impact behavior exploration

抗冲击性 蜂巢 材料科学 梁(结构) 冲击能 蜂窝结构 复合材料 橡胶屑 天然橡胶 夹层结构复合材料 结构工程 芯(光纤) 工程类
作者
S.H. Abo Sabah,Ahmad Beng Hong Kueh,M.Y. Al-Fasih
出处
期刊:Construction and Building Materials [Elsevier BV]
卷期号:169: 193-204 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2018.02.201
摘要

A new bio-inspired honeycomb sandwich beam (BHSB) based on the woodpecker’s head configuration was developed for repeated low-velocity impact resistance improvement. The new design contains four main layers: carbon fiber reinforced plastic top and bottom skins sandwiching rubber and aluminum honeycomb cores. Impact loadings were performed numerically and experimentally in a repeated manner with a hemispherical steel impactor for three energy levels: 7.28 J, 9.74 J, and 12.63 J. In all cases, stresses developed at the bottom skin of BHSB were significantly smaller with substantially lower damage area while sustaining more number of impact than those of conventional honeycomb sandwich beam (HSB). Also, the impact resistance efficiency indices, Ie, which assess overall performance, of both beam designs were compared. Ie of BHSB were 1.65–16.22 times higher, conclusively exhibiting its superiority to HSB in repeated impact resisting performance.
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