Luận án Nghiên cứu dao động của vỏ composite tròn xoay chứa chất lỏng

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA VỎ COMPOSITE TRÒN XOAY CHỨA CHẤT LỎNG

Ngành:

Cơ kỹ thuật

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này nghiên cứu dao động của vỏ composite tròn xoay chứa chất lỏng, một vấn đề cấp thiết do sự ứng dụng rộng rãi của kết cấu vỏ composite trong nhiều ngành công nghiệp như dầu khí, xây dựng, hàng không, và sự thay đổi đáng kể của đặc tính dao động khi chúng chứa chất lỏng. Mục tiêu chính là tìm lời giải số tin cậy bằng phương pháp phần tử liên tục (PTLT) và thực nghiệm về tần số dao động tự do của các kết cấu vỏ composite tròn xoay có mặt cắt ngang thay đổi, bao gồm vỏ trụ bậc, nón-trụ, nón-trụ-nón và nón-nón-nón composite, với các mức chất lỏng khác nhau. Từ đó, luận án hướng tới việc hiểu biết sâu sắc về ảnh hưởng của chất lỏng, khối lượng riêng vật liệu vỏ và chất lỏng, kích thước hình học kết cấu vỏ, và điều kiện biên đến tần số và dạng dao động, nhằm hỗ trợ tính toán và thiết kế tối ưu.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết (phương pháp phần tử liên tục/ma trận độ cứng động lực dựa trên lý thuyết vỏ bậc nhất của Mindlin) và thực nghiệm (đo tần số dao động riêng của vỏ nón-trụ, nón-trụ-nón bằng vật liệu composite cốt sợi thủy tinh/nền nhựa polyester). Luận án đã xây dựng thành công thuật toán và các chương trình tính toán bằng Matlab (VshellTF, VshellNTF, VshellNTNF, VshellNNNF) để phân tích dao động tự do của các dạng kết cấu vỏ nêu trên, cả khi chứa và không chứa chất lỏng. Các kết quả tính toán số được kiểm chứng bằng thực nghiệm và so sánh với các kết quả giải tích, cho thấy độ tin cậy cao với sai số nhỏ (trung bình dưới 10%).

Những kết quả định lượng mới cho thấy chất lỏng làm giảm đáng kể tần số dao động tự do của vỏ composite (giảm 70% - 80% so với trạng thái khô). Ngoài ra, khối lượng riêng của vật liệu vỏ và chất lỏng, kích thước hình học, điều kiện biên và tỉ lệ kích thước L/R cũng có ảnh hưởng lớn đến tần số dao động. Các nghiên cứu thực nghiệm là mới, tin cậy và cung cấp dữ liệu tốt để so sánh. Kết quả này khẳng định sự cần thiết phải đặc biệt chú ý đến ảnh hưởng của chất lỏng trong quá trình tính toán, thiết kế và chế tạo các kết cấu vỏ composite tròn xoay chứa chất lỏng.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG TỰ DO CỦA KẾT CẤU VỎ TRỤ BẬC COMPOSITE CHỨA VÀ KHÔNG CHỨA CHẤT LỎNG
• CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG TỰ DO CỦA KẾT CẤU VỎ TRÒN XOAY NÓN–TRỤ, NÓN-TRỤ-NÓN VÀ NÓN-NÓN-NÓN COMPOSITE CHỨA VÀ KHÔNG CHỨA CHẤT LỎNG
• CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TẦN SỐ DAO ĐỘNG TỰ DO CỦA KẾT CẤU VỎ TRÒN XOAY NÓN-TRỤ, NÓN-TRỤ-NÓN COMPOSITE CHỨA CHẤT LỎNG
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ