I. Tác động vận tốc cao
Nghiên cứu này tập trung vào tác động vận tốc cao lên các cấu trúc lăng trụ mỏng, đặc biệt là trong điều kiện lực nén dọc trục. Các cấu trúc này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống kỹ thuật như ô tô, máy bay, tàu thủy và tàu hỏa. Vận tốc cao làm tăng đáng kể khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu, đặc biệt là khi vật liệu nhạy cảm với tốc độ biến dạng. Kết quả cho thấy, khi vận tốc tác động vượt quá 20 m/s, lực nén và khả năng hấp thụ năng lượng tăng đáng kể. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình vật liệu phù hợp trong phân tích tác động vận tốc cao.
1.1. Phân tích cơ học
Phân tích cơ học được thực hiện bằng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEA) sử dụng phần mềm LS-DYNA. Kết quả cho thấy, ứng suất và biến dạng tăng đáng kể khi vận tốc tác động tăng. Điều này đặc biệt rõ rệt với vật liệu thép nhẹ St-37, nơi mà quan hệ ứng suất-biến dạng phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến dạng.
1.2. Thí nghiệm cơ học
Các thí nghiệm cơ học được thực hiện để xác nhận kết quả phân tích số. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự tương đồng cao với kết quả mô phỏng, đặc biệt là trong việc dự đoán lực nén trung bình và khả năng hấp thụ năng lượng của cấu trúc lăng trụ mỏng.
II. Lực nén dọc trục
Lực nén dọc trục là yếu tố chính ảnh hưởng đến sự biến dạng của cấu trúc lăng trụ mỏng. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá lực nén dọc trục trong điều kiện tác động vận tốc cao. Kết quả cho thấy, khi vận tốc tác động tăng, lực nén đỉnh và lực nén trung bình tăng đáng kể. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế các cấu trúc chịu lực trong các phương tiện giao thông.
2.1. Mô hình hóa
Mô hình hóa được thực hiện để dự đoán phản ứng của cấu trúc lăng trụ mỏng dưới lực nén dọc trục. Các mô hình được xây dựng dựa trên các thông số vật liệu và điều kiện biên cụ thể. Kết quả mô phỏng cho thấy sự tương đồng cao với kết quả thí nghiệm.
2.2. Đánh giá hiệu suất
Đánh giá hiệu suất được thực hiện để xác định khả năng chịu lực và hấp thụ năng lượng của cấu trúc. Kết quả cho thấy, cấu trúc lăng trụ mỏng có khả năng hấp thụ năng lượng cao hơn khi chịu lực nén dọc trục ở vận tốc cao.
III. Uốn gãy
Nghiên cứu cũng tập trung vào hiện tượng uốn gãy của các dầm lăng trụ mỏng. Uốn gãy xảy ra khi cấu trúc chịu tải trọng uốn, dẫn đến sự biến dạng lớn và sụp đổ cấu trúc. Kết quả cho thấy, uốn gãy có thể được dự đoán thông qua phân tích số và thí nghiệm, đặc biệt là trong điều kiện tải trọng tĩnh và động.
3.1. Phân tích số
Phân tích số được thực hiện để dự đoán phản ứng của dầm lăng trụ mỏng dưới tải trọng uốn. Kết quả cho thấy, mô men uốn và góc xoay có thể được dự đoán chính xác thông qua mô phỏng.
3.2. Thí nghiệm uốn
Các thí nghiệm uốn được thực hiện để xác nhận kết quả phân tích số. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự tương đồng cao với kết quả mô phỏng, đặc biệt là trong việc dự đoán mô men uốn đỉnh và khả năng hấp thụ năng lượng.
IV. Cấu trúc lăng trụ mỏng
Cấu trúc lăng trụ mỏng là một trong những thành phần quan trọng trong việc hấp thụ năng lượng trong các hệ thống kỹ thuật. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá tính chất cơ học và khả năng chịu lực của các cấu trúc này dưới các điều kiện tải trọng khác nhau. Kết quả cho thấy, cấu trúc lăng trụ mỏng có khả năng hấp thụ năng lượng cao, đặc biệt là trong điều kiện tác động vận tốc cao và lực nén dọc trục.
4.1. Tính toán cấu trúc
Tính toán cấu trúc được thực hiện để xác định các thông số thiết kế tối ưu cho cấu trúc lăng trụ mỏng. Kết quả cho thấy, độ dày và hình dạng của cấu trúc có ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lực và hấp thụ năng lượng.
4.2. Ứng dụng thực tế
Ứng dụng thực tế của cấu trúc lăng trụ mỏng được đánh giá trong các lĩnh vực như ô tô, máy bay và tàu thủy. Kết quả cho thấy, cấu trúc này có thể cải thiện đáng kể độ an toàn của các phương tiện giao thông.
