PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG DẦM, TẤM SANDWICH 2D-FGM HAI VÀ BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
Cơ kỹ thuật (Mã số: 9 52 01 01)
Luận án này tập trung vào phân tích dao động của kết cấu dầm, tấm sandwich 2D-FGM, một loại vật liệu composite tiên tiến có khả năng tối ưu hóa khả năng chịu tải và giảm giá thành sản phẩm. Điểm nổi bật của 2D-FGM so với kết cấu sandwich truyền thống là khả năng chế tạo với tính chất vật liệu thay đổi liên tục theo cả chiều dày và chiều dài, loại bỏ hiện tượng tách lớp. Nghiên cứu giải quyết khoảng trống trong các công bố hiện có, vốn chủ yếu tập trung vào vật liệu thay đổi theo chiều dày, bằng cách xem xét các phần tử kết cấu có cơ tính biến thiên theo hai hoặc ba chiều, và các cấu trúc hai hoặc ba pha vật liệu thành phần.
Mục tiêu chính của luận án là xây dựng các mô hình phần tử hữu hạn (PTHH) và chương trình tính toán số để phân tích dao động tự do và dao động cưỡng bức của dầm, tấm sandwich 2D-FGM hai và ba pha. Luận án cũng đánh giá ảnh hưởng của các mô hình đồng nhất hóa vật liệu tới các đặc trưng dao động. Cụ thể, Chương 1 trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu. Chương 2 phân tích dao động của dầm sandwich 2D-FGM hai pha chịu lực điều hòa di động bằng phương pháp PTHH với phần tử dầm hai nút. Chương 3 mở rộng nghiên cứu sang dầm sandwich 2D-FGM ba pha chịu khối lượng di động, sử dụng lý thuyết biến dạng trượt lượng giác và phần tử dầm làm giàu. Chương 4 tập trung vào dao động tự do của tấm sandwich 2D-FGM ba pha, phát triển mô hình phần tử tấm Q9 với nội suy liên kết.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp PTHH được lựa chọn có khả năng xử lý hiệu quả tính không đồng nhất của vật liệu và sự phức tạp của tải trọng di động. Các đặc trưng dao động của kết cấu dầm, tấm sandwich 2D-FGM chịu chi phối bởi sự thay đổi của tỷ phần thể tích các vật liệu thành phần, cho phép thiết kế kết cấu với các đặc trưng dao động mong muốn. Luận án cũng chỉ ra rằng các mô hình đồng nhất hóa vật liệu (Voigt, Mori-Tanaka, Maxwell) đóng vai trò quan trọng, với mô hình Voigt thường cho kết quả "cứng" hơn đáng kể so với các mô hình khác. Những đóng góp này mang lại giá trị khoa học, giúp hiểu sâu hơn về dao động của vật liệu composite 2D-FGM và hỗ trợ thiết kế, sử dụng hiệu quả hơn các kết cấu từ loại vật liệu này.