Nghiên cứu tính toán ống trụ composite chịu áp suất di động

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Vật liệu composite, các ứng dụng và phƣơng pháp tính toán

1.1.1. Tổng quan về vật liệu composite, các ứng dụng

1.1.2. Phƣơng pháp tính toán kết cấu ống composite

1.1.3. Tổng quan về tải trọng di động và các mô hình ống trụ chịu tải trọng dạng áp suất di động

1.1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.1.5. Kết quả nghiên cứu đạt đƣợc từ các công trình đã công bố

1.1.6. Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

1.2. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ĐỘNG LỰC HỌC ỐNG TRỤ COMPOSITE CHỊU TÁC DỤNG CỦA ÁP SUẤT DI ĐỘNG

2.1. Đặt bài toán, các giả thiết

2.2. Quan hệ ứng xử cơ học của phần tử vỏ cong mô phỏng ống composite lớp

2.3. Quan hệ biến dạng và chuyển vị

2.4. Quan hệ ứng suất và biến dạng

2.5. Các thành phần nội lực

2.6. Thiết lập phƣơng trình vi phân dao động phi tuyến của phần tử vỏ trong nền đàn hồi chịu áp suất di động

2.7. Phƣơng trình vi phân dao động phi tuyến của phần tử vỏ

2.8. Phần tử vỏ trong nền đàn hồi chịu tác dụng của áp suất di động

2.9. Thuật toán giải phƣơng trình vi phân dao động phi tuyến của ống trụ trong nền đàn hồi chịu áp suất di động

2.10. Phƣơng trình vi phân dao động phi tuyến của ống trụ trong nền đàn hồi chịu áp suất di động. Điều kiện biên và phƣơng trình dao động của hệ sau khi khử biên

2.11. Thuật toán PTHH giải phƣơng trình dao động của hệ

2.12. Giới thiệu và kiểm tra độ tin cậy của chƣơng trình tính

2.13. Giới thiệu chƣơng trình tính

2.14. Kiểm tra độ tin cậy của chƣơng trình

2.15. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN ĐÁP ỨNG PHI TUYẾN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ỐNG TRỤ COMPOSITE CHỊU TÁC DỤNG CỦA ÁP SUẤT DI ĐỘNG

3.1. Ống composite trong nền đàn hồi chịu áp suất di động

3.2. Bài toán xuất phát. Khảo sát ảnh hƣởng của một số yếu tố đến tần số dao động riêng của ống trụ composite

3.3. Ảnh hƣởng của số lớp ống composite

3.4. Ảnh hƣởng của chiều dài ống composite

3.5. Ảnh hƣởng của góc đặt cốt

3.6. Ảnh hƣởng của chiều dày ống composite

3.7. Ảnh hƣởng của độ cứng nền đàn hồi

3.8. Khảo sát ảnh hƣởng của một số yếu tố đến đáp ứng động lực học của ống trụ composite

3.9. Ảnh hƣởng của số lớp ống composite

3.10. Ảnh hƣởng của chiều dài ống

3.11. Ảnh hƣởng của góc đặt cốt

3.12. Ảnh hƣởng của độ cứng nền đàn hồi

3.13. Ảnh hƣởng tốc độ di chuyển của tải trọng

3.14. Ảnh hƣởng của tải trọng

3.15. Ống composite trên gối cứng chịu áp suất di động

3.16. Ảnh hƣởng của số lớp ống composite

3.17. Ảnh hƣởng của chiều dài ống

3.18. Ảnh hƣởng của góc đặt cốt

3.19. Ảnh hƣởng số lƣợng gối cứng

3.20. Ảnh hƣởng của tốc độ di chuyển của tải trọng

3.21. Ảnh hƣởng của tải trọng

3.22. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

4.1. Mục đích thí nghiệm

4.2. Nội dung thí nghiệm. Thiết bị và sơ đồ thí nghiệm

4.3. Mô hình và mẫu thí nghiệm

4.3.1. Mô hình thí nghiệm

4.3.2. Mẫu thí nghiệm xác định độ cứng lò xo đàn hồi

4.3.3. Mẫu thí nghiệm xác định cơ tính vật liệu

4.4. Thiết bị thí nghiệm

4.4.1. Thiết bị gây tải

4.4.2. Cảm biến gia tốc, đầu đo biến dạng

4.4.3. Máy đo dao động đa kênh

4.5. Phân tích và xử lý số liệu thí nghiệm

4.5.1. Trình tự xác định gia tốc, biến dạng của kết cấu ống trụ composite

4.5.2. Thí nghiệm và kết quả đạt đƣợc

4.5.3. Nội dung thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm đạt đƣợc

4.5.4. Thử nghiệm trên kết cấu ống composite đặt trên gối cứng chịu tải trọng di động

4.5.5. Thử nghiệm trên kết cấu ống composite đặt trên gối đàn hồi chịu tải trọng di động

4.6. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về vật liệu composite và ứng dụng

Vật liệu composite là sự kết hợp của hai hoặc nhiều thành phần khác nhau, tạo ra một sản phẩm có tính chất cơ học vượt trội. Các thành phần này thường bao gồm một pha liên tục (nền) và một hoặc nhiều pha gián đoạn (cốt). Vật liệu composite có khả năng chịu lực tốt, độ bền cao và khả năng chống mài mòn. Ứng dụng của vật liệu composite rất đa dạng, từ ngành hàng không, ô tô đến xây dựng và cơ khí. Việc nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu composite mới có thể giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các kết cấu chịu tải trọng, đặc biệt là trong các ứng dụng chịu áp suất di động.

1.1. Tính toán ống trụ composite

Tính toán ống trụ composite là một phần quan trọng trong thiết kế kết cấu. Các phương pháp tính toán hiện đại như phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) được áp dụng để phân tích ứng suất và biến dạng của ống trụ composite dưới tác động của áp suất di động. Việc xác định các thông số như chiều dài, độ dày và số lớp của ống composite là rất cần thiết để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng.

II. Phân tích phi tuyến động lực học ống trụ composite

Phân tích phi tuyến động lực học của ống trụ composite là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhằm hiểu rõ hơn về hành vi của kết cấu dưới tác động của áp suất di động. Các phương trình vi phân phi tuyến được thiết lập để mô tả chuyển động và ứng suất trong ống trụ composite. Việc áp dụng các mô hình toán học cho phép dự đoán chính xác hơn về phản ứng của ống trụ khi chịu tác động của tải trọng thay đổi theo thời gian.

2.1. Quan hệ ứng xử cơ học

Quan hệ ứng xử cơ học của ống trụ composite được xác định thông qua các thông số như ứng suất, biến dạng và chuyển vị. Các nghiên cứu cho thấy rằng, khi ống trụ chịu áp suất di động, các yếu tố như độ cứng của nền và cấu trúc của ống composite có ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu. Việc phân tích các yếu tố này giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất của ống trụ composite.

III. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến đáp ứng động lực học

Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như số lớp, chiều dài và độ dày của ống composite đến đáp ứng động lực học là rất quan trọng. Các nghiên cứu cho thấy rằng, số lớp và chiều dài của ống trụ composite có thể làm thay đổi đáng kể tần số dao động và ứng suất trong kết cấu. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp các kỹ sư thiết kế các kết cấu an toàn và hiệu quả hơn.

3.1. Ảnh hưởng của tải trọng

Tải trọng tác động lên ống trụ composite có thể thay đổi theo thời gian, điều này ảnh hưởng đến ứng suất và biến dạng của kết cấu. Nghiên cứu cho thấy rằng, tải trọng áp suất di động có thể gây ra các hiện tượng như dao động và biến dạng không mong muốn. Việc khảo sát và phân tích các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho các kết cấu sử dụng ống composite.

IV. Nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm là một phần không thể thiếu trong việc xác định tính chính xác của các mô hình lý thuyết. Các thí nghiệm được thực hiện trên các mẫu ống trụ composite để đo đạc các thông số như biến dạng, chuyển vị và ứng suất dưới tác động của áp suất di động. Kết quả thu được từ các thí nghiệm này sẽ giúp kiểm chứng độ tin cậy của các phương trình và mô hình đã xây dựng.

4.1. Thiết bị và phương pháp thí nghiệm

Các thiết bị thí nghiệm hiện đại được sử dụng để đo đạc các thông số cần thiết trong quá trình nghiên cứu. Phương pháp thí nghiệm bao gồm việc áp dụng tải trọng áp suất di động lên mẫu ống trụ composite và ghi nhận các phản ứng của kết cấu. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất của ống trụ composite.

Luận án tiến sĩ về tính toán ống trụ composite dưới tác động của áp suất di động