A modified honeycomb for better energy absorption capacity

Questi lavori di ricerca sono stati condotti in collaborazione con il Saint Louis Institute, che è un laboratorio di ricerca e sviluppo specializzato nel settore della difesa. Sono stati presentati in occasione della riunione di LWAG 2022 (armatura leggera per la difesa e la sicurezza) in Germania. In questo studio valutiamo le proprietà di assorbimento di un pannello sandwich, incluso il nido di api in alluminio che costituisce il cuore, è dotato di una nuova configurazione cellulare. Queste opere contribuiscono allo sviluppo di pannelli sacrificali per gli scudi.

In genere quando il pannello è sottoposto a uno shock ultra veloce (alcuni MS) come un'esplosione, possiamo distinguere tre regimi dalla deformazione del pannello. La prima fase è una deformazione elastica lineare in un tempo molto breve, è la fase di compressione.

Una volta raggiunto il picco di compressione, inseriamo una dieta costante di deformazione dello stress, è il vassoio schiacciante. Una volta che quest'ultimo passato, lo spessore della struttura è fortemente ridotto e il vincolo crede rapidamente fino alla compattazione completa, è il regime di densificazione.

In questo studio studiamo l'influenza di diversi parametri geometrici del nido d'ape:

• Altezza;
• Diametro cellulare;
• Lo spessore del muro;
• L'influenza del collage delle pelli;
• Configurazione cellulare: esagonale (classico) e modificato da EC3D.

I vari campioni sono stati sottoposti a test meccanici normalizzati in condizioni quasi statiche (ASTM C365M e ASTM D7336M). Sono state effettuate correlazioni digitali ad elementi finiti per valutare la rilevanza dei risultati sperimentali. Infine sono state condotte studi in condizioni di esplosione reali (dinamiche rapide) per valutare le differenze nel comportamento.

I risultati di questo studio evidenziano i vantaggi della nuova configurazione cellulare modificata. Con materiale equivalente, densità equivalente (parametro preponderante) e costi di produzione simili, le prestazioni della nostra struttura sono più elevate. Di conseguenza ciò significa che per le proprietà meccaniche equivalenti la nostra struttura richiederà meno materiale (fino a -30%), il che è un guadagno vantaggioso per molti settori.