Phân Tích Động Lực Học Vỏ Trụ Gân Gia Cường Dưới Tác Động Sóng Xung Kích

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tải trọng sóng xung kích và kết cấu vỏ chịu tác dụng của tải trọng sóng xung kích

1.2. Tải trọng sóng xung kích

1.3. Một số kết quả nghiên cứu về kết cấu chịu tác dụng của tải trọng sóng xung kích

1.4. Tổng quan về tính toán kết cấu tấm, vỏ

1.5. Phương pháp giải tích

1.6. Phương pháp số

1.7. Kết quả đạt được từ các công trình công bố

1.8. Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

1.9. Các vấn đề luận án tập trung giải quyết

1.10. Kết luận rút ra từ tổng quan

2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ĐỘNG LỰC HỌC VỎ TRỤ CÓ GÂN GIA CƯỜNG TRÊN LIÊN KẾT ĐÀN HỒI CHỊU TÁC DỤNG CỦA HỆ SÓNG XUNG KÍCH DO NỔ

2.1. Đặt bài toán, các giả thiết

2.2. Ứng xử phi tuyến của phần tử vỏ

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. Phương trình dao động của phần tử vỏ

2.7. Ứng xử phi tuyến của phần tử gân gia cường

2.8. Quan hệ ứng xử cơ học của gân dọc theo trục Ox

2.9. Quan hệ ứng xử cơ học của gân theo phương trục Oy

2.10. Quan hệ tương thích chuyển vị giữa gân và vỏ

2.11. Thiết lập phương trình mô tả dao động phi tuyến của phần tử vỏ có gân gia cường

2.12. Phương trình dao động của phần tử vỏ có gân gia cường

2.13. Phương trình mô tả dao động của phần tử trong hệ tọa độ tổng thể

2.14. Phương trình dao động phi tuyến của vỏ có gân gia cường trên liên kết đàn hồi

2.15. Xây dựng ma trận tổng thể của kết cấu từ ma trận phần tử

2.16. Phương trình tổng thể

2.17. Véc tơ tải trọng do hệ sóng xung kích tác dụng

2.18. Điều kiện biên

2.19. Phương trình mô tả dao động phi tuyến của vỏ có gân gia cường trên liên kết đàn hồi

2.20. Thuật toán giải phương trình dao động phi tuyến của vỏ có gân gia cường trên liên kết đàn hồi

2.21. Bài toán dao động tự do

2.22. Bài toán dao động cưỡng bức

2.23. Giới thiệu và kiểm tra độ tin cậy của chương trình tính

2.24. Giới thiệu chương trình tính. Kiểm tra độ tin cậy của chương trình

2.25. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT SỐ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Tính toán số

3.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến đáp ứng động của vỏ trụ thoải có gân gia cường chịu tác dụng của hệ sóng xung kích

3.2.1. Ảnh hưởng của loại phần tử mô phỏng vỏ

3.2.2. Ảnh hưởng của cách bố trí gân

3.2.3. Ảnh hưởng của kích thước gân (tỷ số hg/bg)

3.2.4. Ảnh hưởng của cường độ tải trọng pm

3.2.5. Ảnh hưởng của số lượng tải trọng

3.2.6. Ảnh hưởng của thời gian chênh nhau giữa các lớp sóng nổ

3.2.7. Ảnh hưởng của độ cứng gối tựa đàn hồi

3.2.8. Ảnh hưởng của điều kiện biên

3.2.9. Ảnh hưởng của lỗ trên vỏ

3.2.10. Ảnh hưởng của bán kính cong vỏ R

3.2.11. Ảnh hưởng của chiều dày vỏ

3.3. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG ĐỘNG CỦA VỎ TRỤ CÓ GÂN GIA CƯỜNG CHỊU TÁC DỤNG CỦA SÓNG XUNG KÍCH BẰNG THỰC NGHIỆM

4.1. Mục đích thí nghiệm

4.2. Địa điểm, kết cấu thí nghiệm

4.2.1. Địa điểm thí nghiệm

4.2.2. Kết cấu thí nghiệm

4.3. Cơ sở lý thuyết thực hiện thí nghiệm

4.4. Thí nghiệm xác định cơ tính vật liệu làm vỏ, gân và độ cứng kéo (nén) của lò xo đàn hồi

4.5. Thí nghiệm hiện trường xác định đáp ứng động lực học của vỏ

4.6. Thiết bị thí nghiệm

4.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm

4.8. Thực hành thí nghiệm và đánh giá kết quả

4.9. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH

I. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh hiện đại, động lực học của các kết cấu vỏ trụ có gân gia cường đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Các kết cấu này thường được sử dụng trong các công trình quân sự, nơi mà khả năng chịu tải trọng lớn, đặc biệt là từ sóng xung kích, là rất cần thiết. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích tác động cơ học của sóng xung kích lên các kết cấu vỏ trụ, nhằm tìm ra các phương pháp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao khả năng chịu lực của chúng. Theo các nghiên cứu trước đây, sóng xung kích có thể gây ra những biến dạng lớn và ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính toàn vẹn của kết cấu. Do đó, việc hiểu rõ về phân tích cấu trúc và ứng xử của chúng dưới tác động của sóng xung kích là rất quan trọng.

1.1. Tải trọng sóng xung kích

Tải trọng từ sóng xung kích thường được mô tả bằng các mô hình toán học phức tạp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tải trọng này có thể gây ra những ứng suất lớn trong kết cấu, dẫn đến hiện tượng biến dạng và đứt gãy. Việc phân tích tải trọng này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hành vi của kết cấu mà còn cung cấp cơ sở cho việc thiết kế các biện pháp gia cường hiệu quả. Các phương pháp tính toán hiện đại, bao gồm mô hình hóa và phân tích số, đã được áp dụng để mô phỏng các tác động của sóng xung kích lên kết cấu vỏ trụ có gân gia cường.

II. Phân tích phi tuyến động lực học

Phân tích phi tuyến trong động lực học của vỏ trụ có gân gia cường là một lĩnh vực nghiên cứu phức tạp. Các phương trình mô tả dao động của phần tử vỏ cần được thiết lập dựa trên các giả thiết về ứng suất và biến dạng. Việc thiết lập các phương trình này không chỉ giúp mô phỏng chính xác hành vi của kết cấu mà còn cho phép đánh giá khả năng chịu lực của chúng dưới tác động của sóng xung kích. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng các mô hình phi tuyến có thể mang lại kết quả chính xác hơn so với các mô hình tuyến tính truyền thống. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng thực tiễn, nơi mà các tải trọng có thể thay đổi theo thời gian.

2.1. Quan hệ ứng suất và biến dạng

Trong phân tích phi tuyến, quan hệ ứng suất và biến dạng là yếu tố then chốt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi chịu tác động của sóng xung kích, các kết cấu có thể trải qua những biến dạng lớn, dẫn đến sự thay đổi trong tính chất cơ học của vật liệu. Việc hiểu rõ mối quan hệ này không chỉ giúp dự đoán hành vi của kết cấu mà còn cung cấp thông tin cần thiết để thiết kế các biện pháp gia cường hiệu quả. Các phương pháp tính toán hiện đại, bao gồm phân tích số và mô hình hóa, đã được áp dụng để nghiên cứu mối quan hệ này một cách chi tiết.

III. Khảo sát số và thảo luận

Khảo sát số là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các mô hình số được xây dựng để phân tích đáp ứng động của vỏ trụ có gân gia cường dưới tác động của sóng xung kích. Các yếu tố như kích thước gân, cường độ tải trọng, và điều kiện biên đều được xem xét để đánh giá ảnh hưởng của chúng đến hành vi của kết cấu. Kết quả từ các mô hình số cho thấy rằng, việc tối ưu hóa thiết kế có thể nâng cao đáng kể khả năng chịu lực của kết cấu. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các kết cấu an toàn và hiệu quả hơn trong các ứng dụng thực tiễn.

3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến đáp ứng động

Các yếu tố như cường độ tải trọng và kích thước gân có ảnh hưởng lớn đến đáp ứng động của kết cấu. Nghiên cứu cho thấy rằng, khi tăng cường độ tải trọng, ứng suất và biến dạng trong kết cấu cũng tăng theo. Điều này cho thấy rằng, việc thiết kế các kết cấu có khả năng chịu tải trọng lớn là rất cần thiết. Ngoài ra, việc thay đổi kích thước gân cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của kết cấu. Các mô hình số đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa kích thước gân có thể giúp cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của kết cấu.

IV. Nghiên cứu đáp ứng động bằng thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm là một phần không thể thiếu trong việc đánh giá đáp ứng động của vỏ trụ có gân gia cường. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định cơ tính vật liệu và độ cứng của kết cấu dưới tác động của sóng xung kích. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng, các kết cấu được gia cường có khả năng chịu lực tốt hơn so với các kết cấu không được gia cường. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc áp dụng các biện pháp gia cường trong thiết kế kết cấu, đặc biệt là trong các ứng dụng quân sự.

4.1. Thiết bị thí nghiệm và kết quả

Thiết bị thí nghiệm được sử dụng bao gồm cảm biến gia tốc và máy đo áp suất, cho phép thu thập dữ liệu chính xác về đáp ứng động của kết cấu. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng, các kết cấu có gân gia cường có khả năng chịu tải trọng tốt hơn, với các biến dạng và ứng suất thấp hơn so với các kết cấu không có gân. Điều này chứng tỏ rằng, việc áp dụng các biện pháp gia cường là cần thiết để nâng cao khả năng chịu lực của các kết cấu trong các tình huống chịu tải trọng lớn.

Luận Án Tiến Sĩ Về Động Lực Học Vỏ Trụ Gân Gia Cường Trên Liên Kết Đàn Hồi