Phân Tích Dao Động Tấm Vật Liệu FGM Có Vết Nứt Sử Dụng Phương Pháp XCS DSG3

Mô hình hóa vết nứt trong vật liệu FGM là bước quan trọng. Vật liệu FGM có vết nứt được mô tả bằng các hàm đặc trưng cơ tính biến đổi liên tục theo chiều dày, được thể hiện qua công thức: P(z) = (Pc - Pm)Vc + Pm. Mô hình hóa vết nứt sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng (XFEM). XFEM cho phép mô hình hóa vết nứt độc lập với lưới phần tử, tăng độ chính xác và linh hoạt. Cơ sở phương pháp PTHH mở rộng XFEM được trình bày chi tiết. Việc mô phỏng hình dạng dao động chính xác đòi hỏi sự kết hợp giữa mô hình hóa vật liệu và mô hình hóa vết nứt. Mô hình bài toán được xây dựng dựa trên lý thuyết tấm Mindlin, tính đến biến dạng cắt ngang. Cấu trúc vật liệu được phân tích để xác định các thông số vật liệu cần thiết cho quá trình mô phỏng. Mục tiêu nghiên cứu hướng đến việc xây dựng mô hình toán học chính xác nhất.

Để phân tích dao động tấm vật liệu FGM có vết nứt, nghiên cứu sử dụng phương pháp XCS-DSG3. Phương pháp này kết hợp phương pháp XFEM và phương pháp rời rạc độ lệch trượt trơn dựa trên cạnh (CS-DSG3). Phương pháp XCS và phương pháp DSG3 được kết hợp để tận dụng ưu điểm của cả hai: độ chính xác cao của XFEM và hiệu quả tính toán của CS-DSG3. Ứng dụng XCS và ứng dụng DSG3 trong ngữ cảnh này được nhấn mạnh. CS-DSG3 khắc phục nhược điểm của phương pháp DSG, như sự phụ thuộc vào thứ tự đánh số nút. Phần tử CS-DSG3 được sử dụng để tính toán ma trận độ cứng của các phần tử không bị vết nứt cắt ngang. XCS trong cơ học được áp dụng hiệu quả. DSG3 trong cơ học đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính chính xác. Phần tử tam giác 3 nút là loại phần tử được sử dụng trong phương pháp này.

Kết quả nghiên cứu được so sánh với các kết quả đã công bố trong các bài báo quốc tế. So sánh tần số dao động tự nhiên được thực hiện để kiểm chứng độ chính xác của phương pháp XCS-DSG3. Phân tích độ lệch giữa kết quả tính toán và kết quả thực nghiệm được trình bày chi tiết. Bảng 1, Bảng 2, Bảng 3, và Bảng 4 (nếu có trong văn bản gốc) chứa các dữ liệu so sánh cụ thể. Phân tích sai số cho thấy độ chính xác cao của phương pháp. Hiệu quả của phương pháp được đánh giá dựa trên sự so sánh này. Giải pháp động lực học được đánh giá dựa trên độ chính xác của kết quả so sánh. Mô hình bài toán được kiểm chứng bằng cách so sánh kết quả với các kết quả có sẵn.

Phương pháp XCS-DSG3 có ứng dụng thực tiễn rộng rãi trong thiết kế và phân tích kết cấu. Ứng dụng XCS và ứng dụng DSG3 trong kỹ thuật được nhấn mạnh. Việc dự đoán chính xác tần số cộng hưởng và hình dạng dao động giúp cho việc thiết kế cấu trúc tránh hiện tượng cộng hưởng nguy hiểm. Kiểm tra không phá hủy cấu trúc có thể được thực hiện bằng cách so sánh tần số dao động đo được với tần số tính toán. Phân tích động lực học cho phép đánh giá độ bền và tuổi thọ của cấu trúc. FGM ứng dụng thực tiễn trong nhiều lĩnh vực như hàng không vũ trụ, năng lượng hạt nhân, và y sinh. Phân tích dao động tấm là một phần quan trọng trong quá trình thiết kế các cấu trúc này. Phát triển công nghệ dựa trên kết quả nghiên cứu này mang lại hiệu quả kinh tế cao.