Phân Tích Động Lực và Ổn Định Vỏ Sandwich Cơ Tính Biến Thiên Dưới Tải Cơ và Nhiệt

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Vật liệu cơ tính biến thiên

1.2. Kết cấu sandwich cơ tính biến thiên (sandwich FGM)

1.3. Tình hình nghiên cứu về kết cấu FGM và sandwich FGM

1.4. Các nghiên cứu về vỏ thoải hai độ cong FGM và sandwich FGM

1.5. Các nghiên cứu về chỏm cầu thoải FGM và sandwich FGM

1.6. Các nghiên cứu về vỏ trống, vỏ trụ FGM và sandwich FGM

1.7. Kết quả đạt được từ các công trình đã công bố trong nước và quốc tế

1.8. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu của luận án

1.9. Các giả thiết sử dụng trong luận án

2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘNG LỰC PHI TUYẾN CỦA VỎ THOẢI HAI ĐỘ CONG SANDWICH FGM CÓ GÂN GIA CƯỜNG

2.1. Mô hình của vỏ thoải hai độ cong sandwich FGM gia cường bởi gân FGM

2.2. Vỏ thoải sandwich FGM với mô hình FGM – vật liệu thuần nhất – FGM

2.3. Vỏ thoải sandwich FGM với mô hình vật liệu thuần nhất – FGM – vật liệu thuần nhất

2.4. Hệ thống gân FGM

2.5. Các công thức cơ bản

2.6. Liên hệ biến dạng – chuyển vị

2.7. Liên hệ ứng suất – biến dạng

2.8. Lực giãn, mômen và lực cắt

2.9. Hệ phương trình cân bằng tĩnh và hệ phương trình chuyển động

2.10. Phương trình tương thích biến dạng

2.11. Điều kiện biên và phương pháp giải

2.12. Điều kiện biên

2.13. Hệ phương trình chủ đạo và phương pháp giải

2.14. Phân tích ổn định tĩnh phi tuyến

2.15. Ổn định tĩnh của vỏ thoải hai độ cong sandwich FGM chỉ chịu áp lực ngoài

2.16. Ổn định tĩnh của panel trụ sandwich FGM chỉ chịu nén dọc trục

2.17. Ổn định tĩnh của vỏ thoải hai độ cong sandwich FGM chỉ chịu tải nhiệt

2.18. Ổn định tĩnh của panel trụ sandwich FGM chịu tải cơ – nhiệt kết hợp

2.19. Phân tích động lực phi tuyến

2.20. Phân tích dao động phi tuyến

2.21. Phân tích ổn định động phi tuyến

2.22. Kết quả tính toán số và thảo luận

2.23. Nghiên cứu so sánh

2.24. Ổn định tĩnh phi tuyến của vỏ thoải hai độ cong sandwich FGM gia cường bởi các gân FGM

2.25. Dao động phi tuyến của vỏ thoải hai độ cong sandwich FGM được gia cường bởi các gân FGM

2.26. Ổn định động phi tuyến của panel trụ sandwich FGM được gia cường bởi các gân FGM

2.27. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG PHI TUYẾN CỦA CHỎM CẦU THOẢI SANDWICH FGM BIẾN DẠNG ĐỐI XỨNG TRỤC

3.1. Mô hình chỏm cầu thoải sandwich FGM

3.2. Các hệ thức, phương trình cơ bản

3.3. Liên hệ biến dạng – chuyển vị

3.4. Liên hệ ứng suất – biến dạng

3.5. Lực giãn, mô men và lực cắt

3.6. Hệ phương trình chuyển động

3.7. Phân tích dao động phi tuyến

3.8. Tần số dao động cơ bản của chỏm cầu thoải sandwich FGM biến dạng đối xứng trục

3.9. Đáp ứng động lực phi tuyến của chỏm cầu thoải sandwich FGM biến dạng đối xứng trục

3.10. Kết quả tính toán số và thảo luận

3.11. Nghiên cứu so sánh

3.12. Tần số dao động cơ bản

3.13. Đường cong đáp ứng động lực

3.14. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ỔN ĐỊNH TĨNH VÀ ĐỘNG CỦA VỎ TRỐNG, VỎ TRỤ TRÒN SANDWICH FGM GẤP NẾP VÀ LÕI GẤP NẾP CÓ NỀN ĐÀN HỒI BAO QUANH

4.1. Mô hình vỏ trống sandwich FGM gấp nếp và có lõi gấp nếp

4.2. Hệ tọa độ tổng thể của vỏ trống

4.3. Mô hình vỏ trống sandwich FGM gấp nếp

4.4. Mô hình vỏ trống sandwich FGM có lõi gấp nếp

4.5. Các công thức cơ bản

4.6. Phương trình tương thích biến dạng và phương trình chuyển động

4.7. Nghiệm và phương pháp giải

4.8. Phân tích ổn định tĩnh phi tuyến

4.9. Phân tích ổn định động phi tuyến

4.10. Kết quả số và thảo luận

4.11. Nghiên cứu so sánh

4.12. Ổn định tĩnh của vỏ trống, vỏ trụ gấp nếp có nền đàn hồi bao quanh

4.13. Ổn định tĩnh của vỏ trống, vỏ trụ lõi gấp nếp

4.14. Ổn định động của vỏ trụ gấp nếp

4.15. Kết luận chương 4

NHỮNG VẤN ĐỀ CÓ THỂ PHÁT TRIỂN TỪ LUẬN ÁN

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Phân Tích Động Lực Vỏ Sandwich Cơ Tính Biến Thiên

Phân tích động lực và ổn định của vỏ sandwich cơ tính biến thiên là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong cơ học vật rắn. Vỏ sandwich, với cấu trúc ba lớp, mang lại nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ và khả năng chịu tải tốt. Tuy nhiên, việc phân tích động lực và ổn định của chúng dưới tác động của tải cơ và nhiệt là một thách thức lớn. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về các vấn đề liên quan đến vỏ sandwich và tầm quan trọng của việc phân tích động lực trong thiết kế kết cấu.

1.1. Đặc Điểm Của Vỏ Sandwich Cơ Tính Biến Thiên

Vỏ sandwich cơ tính biến thiên (FGM) được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau, mỗi lớp có tính chất cơ học riêng biệt. Điều này giúp cải thiện khả năng chịu tải và giảm thiểu trọng lượng. Tuy nhiên, sự khác biệt về tính chất vật liệu giữa các lớp có thể dẫn đến hiện tượng tập trung ứng suất, gây ra các vấn đề về ổn định và độ bền.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Phân Tích Động Lực

Phân tích động lực là cần thiết để hiểu rõ hơn về hành vi của vỏ sandwich dưới tác động của tải trọng và nhiệt độ. Việc này không chỉ giúp dự đoán được khả năng chịu tải mà còn giúp tối ưu hóa thiết kế để nâng cao hiệu suất và độ bền của kết cấu.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Phân Tích Ổn Định Vỏ Sandwich

Một trong những thách thức lớn nhất trong phân tích ổn định của vỏ sandwich là sự không đồng nhất về vật liệu. Sự khác biệt này có thể dẫn đến hiện tượng bong tách và giảm khả năng chịu tải. Ngoài ra, việc tính toán các ứng suất và biến dạng trong các lớp khác nhau cũng là một vấn đề phức tạp. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra những vấn đề chính cần được giải quyết để cải thiện độ ổn định của vỏ sandwich.

2.1. Hiện Tượng Bong Tách Giữa Các Lớp

Bong tách giữa các lớp là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất trong kết cấu vỏ sandwich. Khi chịu tải, các lớp có thể không tương thích với nhau, dẫn đến hiện tượng này. Việc nghiên cứu và tìm ra giải pháp để giảm thiểu bong tách là rất cần thiết.

2.2. Tính Toán Ứng Suất và Biến Dạng

Tính toán ứng suất và biến dạng trong các lớp của vỏ sandwich là một thách thức lớn. Các phương pháp hiện tại thường gặp khó khăn trong việc mô hình hóa chính xác hành vi của vật liệu biến thiên. Cần có các phương pháp mới để cải thiện độ chính xác trong tính toán.

III. Phương Pháp Phân Tích Động Lực Vỏ Sandwich Cơ Tính Biến Thiên

Để phân tích động lực của vỏ sandwich, nhiều phương pháp khác nhau đã được phát triển. Các phương pháp này bao gồm mô hình hóa số và phân tích lý thuyết. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đạt được kết quả chính xác.

3.1. Mô Hình Hóa Số Trong Phân Tích Động Lực

Mô hình hóa số là một công cụ mạnh mẽ trong phân tích động lực. Nó cho phép mô phỏng hành vi của vỏ sandwich dưới tác động của tải trọng và nhiệt độ. Các phần mềm như ANSYS và ABAQUS thường được sử dụng để thực hiện các phân tích này.

3.2. Phân Tích Lý Thuyết Về Ổn Định

Phân tích lý thuyết cung cấp cái nhìn sâu sắc về các cơ chế ổn định của vỏ sandwich. Các phương trình cơ bản và điều kiện biên cần được thiết lập để đảm bảo tính chính xác trong phân tích. Việc áp dụng các lý thuyết này giúp dự đoán được khả năng chịu tải của kết cấu.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phân Tích Động Lực Vỏ Sandwich

Phân tích động lực của vỏ sandwich không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như hàng không, xây dựng và chế tạo máy. Việc hiểu rõ hành vi của vỏ sandwich dưới tác động của tải trọng và nhiệt độ giúp cải thiện thiết kế và nâng cao hiệu suất của các sản phẩm.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Hàng Không

Trong ngành hàng không, vỏ sandwich được sử dụng rộng rãi trong các cấu trúc như cánh máy bay và thân máy bay. Việc phân tích động lực giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất của các cấu trúc này trong điều kiện bay khắc nghiệt.

4.2. Ứng Dụng Trong Xây Dựng

Vỏ sandwich cũng được sử dụng trong xây dựng, đặc biệt là trong các tòa nhà cao tầng và cầu. Phân tích động lực giúp tối ưu hóa thiết kế để đảm bảo khả năng chịu tải và độ bền của các công trình.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Nghiên Cứu Vỏ Sandwich

Nghiên cứu về phân tích động lực và ổn định của vỏ sandwich cơ tính biến thiên là một lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ. Những thách thức hiện tại cần được giải quyết để cải thiện độ ổn định và hiệu suất của các kết cấu này. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp mới và cải tiến trong thiết kế vỏ sandwich.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu mới và cải tiến các phương pháp phân tích. Việc áp dụng công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo cũng có thể giúp nâng cao hiệu quả trong phân tích động lực.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa trong lĩnh vực cơ học mà còn có tác động lớn đến các ngành công nghiệp khác. Việc cải thiện độ ổn định và hiệu suất của vỏ sandwich sẽ góp phần nâng cao chất lượng và an toàn của các sản phẩm.