مساهمة في دراسة استقرار طبقات التغطية المعدنية المستوية أو شبه المستوية للعناصر السندويشية ذات نواة من مادة البوليؤريتان /PUR/

Abstract

يتنوع استخدام العناصر السندويشية في المنشآت الهندسية بتنوع وظائفها وخصائصها الفيزيائية والميكانيكية. من هذه العناصر المستخدمة بكثرة تلك المكونة من ألواح بطبقتي تغطية معدنيتين مستويتين أو شبه مستويتين ونواة من مادة البوليؤريتان.

يتطلب إجراء التحليل الإنشائي لمثل هذه العناصر، ودراسة سلوكها توفر معطيات كافية بالخصائص الفيزيائية والميكانيكية لمواد مكوناتها، التي ترتبط بالدرجة الأولى بجودة ومواصفات المنتج المحلي لكل بلد.

يتم إنتاج مثل هذه الألواح السندويشية في بلدنا بنواة من مادة البوليؤريتان، أيضاً، لتستخدم غالباً كعناصر حاملة من دون توفر قيم التعريف الضرورية بالخصائص الفيزيائية والميكانيكية لموادها التي تمكننا من تطبيق نظام حساب إنشائي لها وفقاً لنظام التحميل المؤثر عليها، بما يتوافق ومتطلبات النظريات، أو النظم والقوانين الإنشائية المتداولة عالمياً على هذا الصعيد.

يتضمن هذا البحث بشكل جوهري إسهاماً مباشراً في التحديد تجريبياً للمواصفات الميكانيكية المتمثلة بشكلٍ خاص بمعاملات مرونة مادة النواة للعناصر المنتجة في بعض مصانعنا المحلية، والاستنتاج بموجب ذلك لمعامل التباين العام بين النظريات التحليلية المرجعية لصيغة إجهاد التجعيد الحرج لطبقة التغطية لمثل هذه العناصر بموجب فرضيات النمذجة المعتمدة للدراسة، حيث تبين لنا أن أغلب هذه الصيغ قد تباينت فيما بينها بالمعامل  في الصيغة العامة الآتية المتداولة للإجهاد الحرج الحسابي لطبقة التغطية:

خلصنا في ختام البحث إلى أهم النتائج والتوصيات التي تم التوصل إليها في هذا الإطار، ومنها، أن العلاقة تبقى خطية بين نظام القوى المطبقة على العينة النظامية أو شبه النظامية والانتقالات المرافقة لها إلى أن يتشكل على الأقل إجهاد التجعيد على طبقة التغطية العلوية المضغوطة، ولقد أمكن بموجب ذلك تحديد الخصائص الميكانيكية والفيزيائية لمواد العنصر السندويشي، واشتقاق قيمة المعامل وتحديد قيمة إجهاد التجعيد لمثل هذه العناصر المنتجة محلياً، الذي تبين أنها مرتبطة ارتباطاً وثيقاً بجودة إنتاج العنصر السندويشي، وطبيعة تأثير التحميل الذي لابد أن يأخذ في أبحاث لاحقة مدة تأثير هذا التحميل على العينات المجربة.

Using Sandwich Panels in Structures varies according to their functions and physical and mechanical properties. Such widely used panels contain two flat (or semi-flat) metallic covers with a core of polyurethane. To perform the structural analysis and study the behavior of such panels, mechanical and physical properties of the components should be available.   Availability of these properties basically depends on the local production quality of each country. In our country, such sandwich panels are produced with a core of polyurethane to be used as bearing elements, where the basic data of their physical and mechanical properties help us to apply a defined structural analysis method according to the applied load that is compatible with theories and structural laws. Accordingly, this research basically includes a direct contribution to the experimental definition of these mechanical properties demonstrated by elasticity modulus of the core material for panels produced by some local factories, and then to the conclusion of the variance general coefficient between the referential analytical theories of the cover critical wrinkling stress formula according to the accredited modeling assumptions of this study. We found that most of these formulas varied in the coefficient a in the following common general formula for the cover mathematical critical stress:

At the end of the research, we include the most important results and recommendations in this area of study. One of them is that the relationship between the forces applied on the regular or semi-regular samples and on the accompanying displacements remains linear till the upper pressed cover reaches, at least, the wrinkling pressure. Accordingly, we can specify the mechanical and physical properties of the sandwich panel, derive the value of modulus a and determine the value of the wrinkling pressure for such local products. It is indicated that these results are intimately correlated with the production quality of the sandwich panel and the nature of the loading effect, which should consider the loading duration in prospective research.