Investigation into the effect of the functionally graded and sandwich PVC foam filling on the energy absorption capability of 6063-T5 Al tubes

Metallic tubes are preferred in many different fields due to their energy absorbing efficiency. In order to increase the ability to absorb energy, foam filling by using different types of foam is still up to date. In this study, the energy absorbing capability of 6063-T5 aluminum tubes which were filled by using three different foam densities (60, 80 and 100 kg/m3) were investigated experimentally. Base tubes were filled by using three different foam filling models such as uniform density, functionally graded and sandwich model. In addition, in each foam filling models, different sample combinations were obtained by changing the thickness of the foam layers. The highest energy value absorbed in the uniform density foam filling model was obtained in the combination of 80 kg/m3 density foam, which is 37% higher than the base tube. Considering all specimen combinations, the increase in the absorbed energy value is between 18% and 43%, while the highest value was obtained in the sandwich model. In the examination of the test results, the specific energy absorption values of each specimen were also taken into consideration. The specific energy values for some sample combinations were lower than the base tube, while the highest value was obtained in the sandwich model with the value of 27.71 J/g which is about 11% higher compared to the base tube. In contrast, the specific energy absorption values of some specimens were lower than the base tube.

Fonksiyonel derecelendirilmiþ ve sandviç yapýlý PVC köpük takviyesinin 6063-T5 Al tüplerin enerji absorbe etme davranýþýna olan etkisinin incelenmesi

Bilindiði üzere metalik tüpler, yüksek enerji absorbe etme kabiliyetleri nedeniyle birçok farklý alanda tercih edilmektedir. Bu özelliklerinin geliþtirilmesi amacýyla tüplerin farklý köpük türleriyle içeriden takviye edilmeleri, halen güncelliðini korumaktadýr. Bu çalýþmada, farklý PVC köpük yoðunluklarý ile (60, 80 ve 100 kg/m3) tek tip yoðunluklu, fonksiyonel derecelendirilmiþ yoðunluklu ve sandviç yapýlý olacak þekilde üç farklý kombinasyonda takviye edilmiþ 6063-T5 serisi alüminyum tüplerin enerji absorbe etme kabiliyetleri (EAK) deneysel olarak incelenmiþtir. Her bir takviye kombinasyonunda üç tabaka köpük kullanýlmýþ ve köpük yoðunluklarýnýn EAK üzerine etkisinin daha net ortaya konulabilmesi için tabaka kalýnlýklarý deðiþtirilmiþtir. Deney sonuçlarý, tüm numune kombinasyonlarý göz önünde bulundurulduðunda, absorbe edilen enerji deðerindeki artýþýn %18 ile %43 arasýnda olduðunu, en yüksek enerji deðerinin ise sandviç yapýlý takviyede elde edildiðini göstermiþtir. Tek tip yoðunluklu takviye kombinasyonundaki en yüksek enerji ise orta yoðunluklu (80 kg/m3) köpüðün kullanýldýðý numunede, takviyesiz yapýya göre %37 daha yüksek elde edilmiþtir. Numunelerin absorbe ettikleri enerjinin aðýrlýklarýna oraný olarak ifade edilen özgül enerji absorbe etme deðerleri tüm numuneler için hesaplanmýþ ve en yüksek deðer, sandviç yapýlý takviyede, takviyesiz tüpe göre yaklaþýk %11 daha yüksek olarak, 27.71 J/g deðerinde elde edilmiþtir. Buna mukabil bazý numunelerin özgül enerji absorbe etme deðerleri, takviyesiz tüp yapýdan daha düþük deðerlerde olmuþtur.