Tên luận án:
PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG VÀ CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT DẦM FGM
Ngành:
Cơ kỹ thuật (Mã số: 62 52 01 01)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG VÀ CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT DẦM FGM" của tác giả NGUYỄN NGỌC HUYÊN, hoàn thành tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam năm 2017, tập trung vào việc nghiên cứu dao động và chẩn đoán vết nứt trong dầm vật liệu có cơ tính biến thiên (FGM). Vật liệu FGM là loại composite mới với các đặc tính biến đổi liên tục, được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghệ cao như vũ trụ, chế tạo máy. Tuy nhiên, các nghiên cứu về dao động của dầm FGM bị nứt và chẩn đoán vết nứt còn hạn chế.
Mục tiêu của luận án là xây dựng cách tiếp cận phổ để phân tích dao động và nhận dạng các dầm FGM có vết nứt. Đối tượng nghiên cứu là dầm Timoshenko với cơ tính biến thiên liên tục theo chiều dày và tuân theo quy luật hàm số lũy thừa. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là giải tích, được minh họa bằng các kết quả số.
Những đóng góp chính của luận án bao gồm:
- Xây dựng lời giải giải tích cho bài toán dao động riêng, hàm đáp ứng tần số và ma trận độ cứng động cho dầm Timoshenko FGM, có tính đến vị trí thực của trục trung hòa và quy luật biến đổi đặc trưng vật liệu là hàm lũy thừa.
- Tìm được điều kiện để dao động dọc trục và dao động uốn của dầm FGM không tương tác, từ đó đưa ra khái niệm dầm FGM tỷ lệ.
- Phát triển mô hình dầm FGM có vết nứt sử dụng hai lò xo (dọc trục và xoắn) để mô tả vết nứt dừng, cùng với lời giải giải tích cho dao động của dầm FGM có một vết nứt.
- Đề xuất phương pháp giải tích để xác định vị trí và độ sâu của vết nứt trong dầm FGM bằng cách phân tích ảnh hưởng của các tham số vật liệu, hình học và vết nứt đến tần số dao động riêng, sử dụng ba tần số riêng.
Luận án cũng nghiên cứu chi tiết sự tương tác giữa dao động dọc trục và dao động uốn, các đặc trưng sóng của dầm FGM, và thực hiện tính toán số để kiểm chứng lý thuyết. Kết quả cho thấy phương pháp đề xuất có độ chính xác cao trong việc tính toán tần số và dạng dao động riêng, đồng thời cung cấp thuật toán đầy đủ để chẩn đoán vết nứt trong dầm FGM bằng tần số riêng, ngoại trừ các trường hợp vết nứt nằm gần các điểm nút tần số.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
-
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
- 1.1. Vật liệu có cơ tính biến thiên (FGM)
- 1.2. Tổng quan về dao động của dầm FGM
- 1.3. Định hướng nghiên cứu
-
CHƯƠNG 2 DAO ĐỘNG CỦA DẦM FGM TIMOSHENKO CÓ VẾT NỨT
- 2.1. Phương trình chuyển động
- 2.2. Các đặc trưng dao động của dầm FGM
- 2.2.1. Tần số và dạng dao động riêng
- 2.2.2. Ma trận truyền – Đáp ứng tần số
- 2.2.3. Ma trận độ cứng động
- 2.3. Dao động của dầm FGM có vết nứt
- 2.3.1. Mô hình vết nứt trong dầm FGM
- 2.3.2. Phương trình đặc trưng
- 2.3.3. Bài toán chẩn đoán vết nứt trong dầm FGM
-
CHƯƠNG 3 SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA DAO ĐỘNG DỌC TRỤC VÀ DAO ĐỘNG UỐN TRONG DẦM FGM
- 3.1. Điều kiện không tương tác giữa dao động dọc trục và dao động uốn
- 3.2. Dao động uốn thuần túy của dầm FGM
- 3.3. Các đặc trưng sóng của dầm FGM
-
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ SỐ VÀ THẢO LUẬN
- 4.1. Tần số và dạng dao động riêng
- 4.2. Hàm đáp ứng tần số
- 4.3. Ảnh hưởng của vết nứt đến tần số và dạng dao động riêng
- 4.3.1. So sánh nghiên cứu
- 4.3.2. Ảnh hưởng của vết nứt đến tần số riêng
- 4.4. Lời giải bài toán chẩn đoán vết nứt bằng tần số riêng
-
KẾT LUẬN CHUNG
-
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ