Aluminum honeycomb sandwich structures are commonplace in aerospace applications due to their high in-plane strength and bending stiffness-toweight ratio. A disadvantage of these structures is that they are susceptible to indentation from tool drops, hail, and runway debris occurring during maintenance, taxiing, or takeoff due to their poor out-of-plane resistance to deformation. Current literature states that impact damage can result in significant losses in residual strength, but studies featuring dented metal panels subjected to fatigue loading, tension, and bending are lacking. Furthermore, there are no comprehensive studies that identify the primary damage characteristics affecting the residual strength of metallic sandwich panels. The current work presents a method for predicting post-impact face sheet stresses for a panel loaded in tension using finite element (FE) modelling. Specifically, a two-stage loading simulation consisting of a dynamic impact event followed by an applied tensile load was used for determining the effects of dent diameter and depth on the increases in stress in the dented region of the impacted face sheet. It was determined that it was the degree of core damage associated with the dent and not the dent geometry specifically that had an effect on the face sheet stresses in tension. Material failure in the damaged core caused the tensile load to pass through the dented face sheet rather than the core, resulting in a larger percent increase in stress versus a panel with less core damage.

Les structures sandwich en aluminum en nid d'abeille sont utilisées dans les applications aérospatiales en raison de leur résistance élevée dans le plan des feuilles et de leur rigidité à la flexion. Cependant, ces structures sont susceptibles à l’indentation causé par des gouttelettes d'outil, de la grêle et des débris de piste se produisant pendant l'entretien, le roulage ou le décollage en raison de leur faible résistance à la déformation hors du plan des feuilles. La littérature actuelle indique que les dommages causés par les chocs peuvent entraîner des pertes importantes de résistance résiduelle, mais les études portant sur des panneaux métalliques avec l’indentation soumis au chargement de fatigue, à la tension et à la flexion font défaut. De plus, aucune étude complète n'identifie les caractéristiques principales d'endommagement affectant la résistance résiduelle des panneaux sandwich métalliques. Le travail actuel présente une méthode pour prédire les contraintes de la feuille en aluminum après impact pour un panneau chargé en tension en utilisant la modélisation par éléments finis. Précisément, une simulation de chargement en deux étapes consistant en un événement d'impact dynamique suivi d'une charge de tension a été utilisée pour déterminer les effets du diamètre et de la profondeur de l’indentation sur les augmentations de contrainte dans la région bosselée de la feuille impactée. Il a été déterminé que c'était le degré d'endommagement du noyau associé a l’indentation et non la géométrie de l’indentation qui avait un effet sur les contraintes dans la feuille après la charge de tension. La défaillance du matériau dans le noyau endommagé a provoqué le passage de la charge de tension à travers la feuille bosselée plutôt que le noyau, ce qui a entraîné une augmentation de contrainte plus élevée comparé à un panneau moins endommagé.