Effects of stitching parameters on the flexural properties of stitched foam core sandwich composites

材料科学 复合材料 图像拼接 抗弯强度 复合泡沫 泡沫铝夹层 夹层结构复合材料 芯(光纤) 复合数 计算机科学 人工智能
作者
Shekoufeh Rasouli Rizi,Hooshang Nosraty,Seyed Abolfazl Mirdehghan
出处
期刊:Journal of Composite Materials [SAGE Publishing]
卷期号:58 (21): 2343-2361
标识
DOI:10.1177/00219983241265165
摘要

One of the primary challenges faced by sandwich composites is facesheet-core debonding, which can be mitigated through various techniques such as z-pinning and stitching through the thickness. This study investigates the impact of stitching on the bending behavior of sandwich composites comprising E-glass composite facesheets and a polyurethane foam core, employing experimental, numerical, and analytical methods. Specimens were stitched at three stitch spacings of 0.5, 1, and 2 cm, with a stitch pitch of 0.8 cm and stitch seam angles of 0°, 90°, 0/90°, ±45°, 45°/90°, and ±60°. Analysis of facesheet bending stress, core shear stress, and bending rigidity of stitched specimens was conducted through three-point bending tests and compared with unstitched specimens. Results indicate that reducing stitch spacing, thereby increasing stitch density, improves bending strength, and the best bending behavior observed at ±45° stitch seam angles. Damage assessment revealed fractures and depression of the foam, wrinkles on the upper facesheet, and buckling failure of resin columns. Additionally, a theoretical model predicted bending rigidity, showing good agreement (4%–15%) with experimental data. Finite element analysis using the ABAQUS program validated the experimental results, suggesting numerical modeling as a viable method for predicting flexural properties of stitched foam core sandwich composites.
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