Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Vật liệu có cơ tính biến thiên và ứng dụng
1.2. Phân loại và tiêu chuẩn ổn định tĩnh
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ổn định của các kết cấu
FGM
1.3.1. Các nghiên cứu về vỏ trụ
1.3.2. Các nghiên cứu về vỏ nón
1.4. Các kết quả đạt được từ các công trình đã công bố trong nước và
quốc tế
1.5. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu của luận án
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA VỎ
FGM KHÔNG HOÀN HẢO KHÔNG GÂN GIA CƯỜNG
2.1. Ổn định phi tuyến của panel trụ mỏng FGM không hoàn hảo chịu
nén dọc trục với hệ số Poisson thay đổi ν=ν(z)
2.1.1. Đặt vấn đề
2.1.2. Panel trụ FGM và các phương trình cơ bản
2.1.2.1. Panel trụ FGM
2.1.2.2. Các phương trình cơ bản
2.1.3. Điều kiện biên và nghiệm của bài toán
2.1.3.1. Các điều kiện biên
2.1.3.2. Giải bài toán panel trụ FGM với điều kiện biên bốn cạnh tựa đơn
2.1.3.3. Giải bài toán panel trụ FGM với hai cạnh cong tựa đơn và hai
cạnh thẳng là ngàm trượt
2.1.4. Các kết quả số và thảo luận
2.2. Ổn định phi tuyến tĩnh của vỏ trụ tròn mỏng FGM không hoàn hảo
2.2.1. Đặt vấn đề
2.2.2. Đặt bài toán
2.2.3. Phương pháp giải
2.2.4. Vỏ trụ hoàn hảo
2.2.5. Kết quả số và thảo luận
2.3. Kết luận chương 2
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA TRỤ
TRÒN MỎNG FGM CÓ GÂN FGM GIA CƯỜNG LỆCH TÂM (ES
FGM)
3.1. Đặt vấn đề
3.2. Các hệ thức cơ bản của vỏ trụ tròn ES - FGM
3.3. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM chịu áp lực ngoài
3.3.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.3.2. Các kết quả số và thảo luận
3.4. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM chịu tải xoắn
3.4.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.4.2. Các kết quả số và thảo luận
3.5. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi
3.5.1. Đặt vấn đề
3.5.2. Hệ phương trình ổn định của vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi
3.5.3. Vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi bên trong và chịu áp lực ngoài
3.5.3.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.5.3.2. Kết quả số và thảo luận
3.5.4. Vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi chịu tải xoắn
3.5.4.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.5.4.2. Kết quả số và thảo luận
3.6. Kết luận chương 3 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH TUYẾN TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA VỎ NÓN
CỤT FGM CÓ GÂN GIA CƯỜNG
4.1. Đặt vấn đề
4.2. Ổn định tuyến tính vỏ nón cụt FGM có gân gia cường thuần nhất
4.2.1. Đặt bài toán
4.2.2. Các phương trình cơ bản
4.2.3. Phương pháp giải
4.2.4. Kết quả số và thảo luận
4.3. Ổn định vỏ nón FGM có gân gia cường FGM có nền đàn hồi
4.3.1. Các phương trình cơ bản
4.3.2. Phương pháp giải
4.3.3. Kết quả số và thảo luận
4.4. Kết luận chương 4
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các kết cấu chế tạo từ vật liệu cơ tính biến thiên (Functionally graded
Material-FGM) được sử dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp hàng không vũ
trụ, lò phản ứng hạt nhân và các lĩnh vực làm việc trong môi trường nhiệt độ cao
hay chịu tải phức tạp. Do các tính chất cơ lý biến đổi trơn và liên tục từ mặt này
đến mặt kia nên các kết cấu FGM tránh được sự tập trung ứng suất trên bề mặt tiếp
xúc giữa các lớp, tránh được sự bong tách và rạn nứt trong kết cấu. Do vậy nghiên
cứu về ổn định, dao động và độ bền của các kết cấu FGM đã thu hút được sự chú ý
đặc biệt của cộng đồng các nhà khoa học trong và ngoài nước.
Hiện nay, các nghiên cứu thường thực hiện bằng ba cách tiếp cận: Giải tích, bán
giải tích và phương pháp số. Đã có nhiều kết quả nghiên cứu về ổn định bằng phương
pháp bán giải tích và phương pháp số, tuy nhiên luận án này giới hạn chỉ nghiên cứu
bài toán ổn định tĩnh của kết cấu bằng phương pháp giải tích. Hiện nay, với phương
pháp giải tích các kết quả về sự ổn định tĩnh cho thấy chủ yếu tập trung vào việc phân
tích tới hạn và sau tới hạn của các kết cấu FGM không gia cường. Đối tượng nghiên
cứu thường là thanh, tấm, vỏ thoải, vỏ trụ, những dạng cơ bản hay gặp nhất nhưng
cũng là những kết cấu đơn giản. Với những kết cấu FGM phức tạp như vỏ nón, vỏ
cầu, tấm và vỏ gấp nếp lượn sóng hay có gân gia cường vẫn là những bài toán khó,
còn ít được nghiên cứu. Trong khi đó những kết cấu loại này, hiện nay, đã trở nên
phổ biến trong ứng dụng. Sự hiểu biết về ứng xử cơ học của chúng là bài toán không
chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn to lớn.
Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết đã nêu ở trên, luận án đã chọn đề tài là
“Phân tích ổn định tĩnh của vỏ bằng vật liệu có cơ tính biến thiên” làm nội dung
nghiên cứu.
2. Mục tiêu của luận án
i) Sử dụng các quy luật của vật liệu FGM đã có để nghiên cứu bài toán ổn định
tĩnh của kết cấu FGM thường gặp.
ii) Phân tích ổn định phi tuyến của panel trụ và vỏ trụ FGM không hoàn hảo,
có hệ số Poisson là hàm của z.
iii) Nghiên cứu ổn định phi tuyến của vỏ trụ tròn FGM có gân gia cường FGM
lệch tâm.
iv) Nghiên cứu ổn định tuyến tính của vỏ nón FGM có gân gia cường.
v) Lập trình và khảo sát bằng số ảnh hưởng của các tham số đầu vào đến sự ổn
định của kết cấu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
Đối tượng nghiên cứu:
- Panel trụ và vỏ trụ tròn FGM không hoàn hảo, không gia cường.
- Vỏ trụ tròn và vỏ nón có gân gia cường lệch tâm.
- Gân gia cường là gân thuần nhất hay là gân FGM.
- Kết cấu chịu điều kiện tải khác nhau: nén dọc trục, áp lực ngoài hay tải
xoắn.
Phạm vi nghiên cứu của luận án là phân tích ổn định tĩnh của vỏ mỏng làm
bằng vật liệu có cơ tính biến thiên bằng tiếp cận giải tích.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp giải tích: Sử dụng lý thuyết vỏ Donnell-Karman và phương pháp
san đều tác dụng gân của Leckhnitsky để thiết lập các phương trình chủ đạo theo
hàm ứng suất và độ võng. Áp dụng phương pháp Galerkin để xây dựng hệ thức hiển
cho phép tìm tải tới hạn và vẽ đường cong tải - độ võng sau tới hạn.
Khảo sát bằng số ảnh hưởng của gân, nền, độ không hoàn hảo và các kích
thước hình học đến sự ổn định của kết cấu.
5. Bố cục của luận án
Luận án gồm: mở đầu, bốn chương, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục.
Phần mở đầu: Trình bày tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu.
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương này trình bày khái niệm, tính chất và một số quy luật cơ bản của vật
liệu cơ tính biến thiên. Phân tích những ưu điểm nổi bật và sự ứng dụng hiệu quả
của các kết cấu FGM. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới
đối với bài toán ổn định và dao động của kết cấu làm bằng vật liệu này. Phân tích
các vấn đề đã được nghiên cứu, những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu. Từ đó
đề xuất mục tiêu, nội dung và phương pháp của luận án.
Chương 2: Phân tích phi tuyến ổn định của vỏ FGM không hoàn hảo không gân gia
cường
Chương này đề cập đến hai bài toán ổn định tĩnh phi tuyến của panel trụ và vỏ
trụ tròn không gia cường và không hoàn hảo làm bằng vật liệu FGM với modun
Young và hệ số Poisson là hàm của tọa độ z theo hướng bề dày của vỏ. Xây dựng
biểu thức hiển để tìm tải tới hạn và đường cong tải - độ võng sau tới hạn. Lập trình
và khảo sát bằng số ảnh hưởng của các tham số đầu vào đến sự ổn định của kết cấu.
Chương 3: Phân tích phi tuyến ổn định của vỏ trụ tròn mỏng FGM có gân FGM gia
cường lệch tâm (ES-FGM)
Chương này tìm lời giải giải tích cho bài toán ổn định tĩnh phi tuyến tĩnh của
vỏ trụ tròn ES-FGM với hàm độ võng được chọn ba số hạng. Tính chất vật liệu của
vỏ và gân là FGM theo hướng z. Xây dựng biểu thức để tìm tải tới hạn và đường
cong tải - độ võng sau tới hạn.
Chương 4: Phân tích tuyến tính ổn định của vỏ nón cụt FGM có gân gia cường
Bằng tiếp cận giải tích chương này xây dựng các hệ thức cơ bản và phương
trình chủ đạo cho vỏ nón FGM có gân gia cường. Sử dụng phương pháp Galerkin
để giải hệ ba phương trình vi phân đạo hàm riêng có hệ số là hàm, từ đó tìm được
hệ thức hiển để xác định tải tới hạn của vỏ. Các kết quả so sánh đã khẳng định độ
tin cậy của phương pháp trong luận án.
Kết luận và kiến nghị: Trình bày những kết quả mới của luận án và các kiến nghị
của tác giả rút ra từ nội dung nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Phụ lục. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Vật liệu có cơ tính biến thiên và ứng dụng
Thuật ngữ FGM (Functionally Graded Material) lần đầu tiên xuất hiện vào năm
1984 bởi một nhóm các nhà khoa học vật liệu ở viện Sendai của Nhật Bản [51] khi
nghiên cứu và phát triển thành công một loại composite thế hệ mới “thông minh”.
Vật liệu FGM ban đầu được sử dụng như là các vật liệu kháng nhiệt làm lớp phủ
ngoài của các thiết bị trong công nghiệp hàng không vũ trụ và trong kết cấu của lò
phản ứng nhiệt hạch [51], [74].
Ngày nay loại vật liệu này đã được ứng dụng rộng rãi hơn không chỉ trong lĩnh
vực cơ học mà còn ở các lĩnh vực khác nữa như trong sơ đồ dưới đây
Vật liệu cơ tính biến thiên thường được tạo nên từ hai loại vật liệu thành phần là
gốm (ceramic) và kim loại (metal) với tỷ phần thể tích của mỗi thành phần được lựa
FGM
Công nghiệp hạt nhân
(Nhiên liệu hạt, tường plasma
của lò phản ứng hạt nhân)
Hàng không vũ trụ
(Bộ phận tên lửa, khung máy bay)
Lĩnh vực y học
(Xương, da nhân tạo, nha khoa)
Lĩnh vực truyền thông
(Sợi quang học, thấu kính, chất
bán dẫn)
Các lĩnh vực khác
(Vật liệu xây dựng, thiết bị thể
thao, kính cửa)
Lĩnh vực năng lượng
(Máy phát nhiệt điện, pin mặt
trời, cảm biến)
Hình 1.1: Ứng dụng vật liệu FGM chọn một cách hợp lý, biến đổi trơn và liên tục theo bề dầy của kết cấu. Do vậy đã
tạo nên loại vật liệu có độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt tốt, dẻo dai khi chịu lực và
duy trì được tính toàn vẹn về cấu trúc.
Bảng 1.1: Tính chất của một số vật liệu thành phần của vật liệu FGM [68, 110]
Các tính chất
Vật liệu
E (N/m2) ν α (0C-1) κ (W/mK) ρ (kg/m3)
Kim loại (Metal)
Stainless steel (SUS 304) 207.7×109 0.3177 12.46×10-6 15.379 8166
Aluminum (Al) 70.0×109 0.30 23.0×10-6 204 2707
Titanium alloy (Ti-6Al-4V) 105.7×109 0.298 6.9×10-6 18.1 4429
Gốm (Ceramic)
Silicon nitride (Si3N4) 322.2×109 0.24 3.2×10-6 13.723 2370
Zirconia (ZrO2) 151×109 0.30 10×10-6 2.09 3000
Alumina (Al2O3) 380×109 0.26 7.2×10-6 10.4 3750
Một số kết cấu FGM hiện nay được sử dụng là tổ hợp của các vật liệu sau:
- Silicon nitride/ Stainless steel (Si3N4/SUS 304),
- Zirconia/ Titanium alloy (ZrO2/Ti-6Al-4V),
- Zirconia/ Stainless steel (ZrO2/ SUS 304),
- Alumina/ Aluminum (Al2O3/Al).
Như vậy, kết cấu vật liệu có cơ tính biến thiên là những kết cấu hội tụ nhiều
tính chất ưu việt như khối lượng nhẹ, độ cứng và độ bền cao, chống ăn mòn hóa học
tốt và có khả năng chịu được môi trường nhiệt độ cao mà vẫn duy trì được tính toàn
vẹn về cấu trúc của nó. Vì thế vật liệu này là sự lựa chọn hợp lí trong các ứng dụng
của các kết cấu làm việc trong các điều kiện nhiệt cao như máy bay, tên lửa, các
thiết bị dầu khí, luyện kim, cũng như các lò phản ứng hạt nhân. Các tính chất hiệu
dụng của vật liệu có cơ tính biến thiên được biến đổi liên tục qua chiều dày thành
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Vật liệu có cơ tính biến thiên và ứng dụng
1.2. Phân loại và tiêu chuẩn ổn định tĩnh
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ổn định của các kết cấu
FGM
1.3.1. Các nghiên cứu về vỏ trụ
1.3.2. Các nghiên cứu về vỏ nón
1.4. Các kết quả đạt được từ các công trình đã công bố trong nước và
quốc tế
1.5. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu của luận án
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA VỎ
FGM KHÔNG HOÀN HẢO KHÔNG GÂN GIA CƯỜNG
2.1. Ổn định phi tuyến của panel trụ mỏng FGM không hoàn hảo chịu
nén dọc trục với hệ số Poisson thay đổi ν=ν(z)
2.1.1. Đặt vấn đề
2.1.2. Panel trụ FGM và các phương trình cơ bản
2.1.2.1. Panel trụ FGM
2.1.2.2. Các phương trình cơ bản
2.1.3. Điều kiện biên và nghiệm của bài toán
2.1.3.1. Các điều kiện biên
2.1.3.2. Giải bài toán panel trụ FGM với điều kiện biên bốn cạnh tựa đơn
2.1.3.3. Giải bài toán panel trụ FGM với hai cạnh cong tựa đơn và hai
cạnh thẳng là ngàm trượt
2.1.4. Các kết quả số và thảo luận
2.2. Ổn định phi tuyến tĩnh của vỏ trụ tròn mỏng FGM không hoàn hảo
2.2.1. Đặt vấn đề
2.2.2. Đặt bài toán
2.2.3. Phương pháp giải
2.2.4. Vỏ trụ hoàn hảo
2.2.5. Kết quả số và thảo luận
2.3. Kết luận chương 2
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHI TUYẾN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA TRỤ
TRÒN MỎNG FGM CÓ GÂN FGM GIA CƯỜNG LỆCH TÂM (ES
FGM)
3.1. Đặt vấn đề
3.2. Các hệ thức cơ bản của vỏ trụ tròn ES - FGM
3.3. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM chịu áp lực ngoài
3.3.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.3.2. Các kết quả số và thảo luận
3.4. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM chịu tải xoắn
3.4.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.4.2. Các kết quả số và thảo luận
3.5. Ổn định phi tuyến của vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi
3.5.1. Đặt vấn đề
3.5.2. Hệ phương trình ổn định của vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi
3.5.3. Vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi bên trong và chịu áp lực ngoài
3.5.3.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.5.3.2. Kết quả số và thảo luận
3.5.4. Vỏ trụ ES-FGM có nền đàn hồi chịu tải xoắn
3.5.4.1. Đặt bài toán và phương pháp giải
3.5.4.2. Kết quả số và thảo luận
3.6. Kết luận chương 3 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH TUYẾN TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA VỎ NÓN
CỤT FGM CÓ GÂN GIA CƯỜNG
4.1. Đặt vấn đề
4.2. Ổn định tuyến tính vỏ nón cụt FGM có gân gia cường thuần nhất
4.2.1. Đặt bài toán
4.2.2. Các phương trình cơ bản
4.2.3. Phương pháp giải
4.2.4. Kết quả số và thảo luận
4.3. Ổn định vỏ nón FGM có gân gia cường FGM có nền đàn hồi
4.3.1. Các phương trình cơ bản
4.3.2. Phương pháp giải
4.3.3. Kết quả số và thảo luận
4.4. Kết luận chương 4
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các kết cấu chế tạo từ vật liệu cơ tính biến thiên (Functionally graded
Material-FGM) được sử dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp hàng không vũ
trụ, lò phản ứng hạt nhân và các lĩnh vực làm việc trong môi trường nhiệt độ cao
hay chịu tải phức tạp. Do các tính chất cơ lý biến đổi trơn và liên tục từ mặt này
đến mặt kia nên các kết cấu FGM tránh được sự tập trung ứng suất trên bề mặt tiếp
xúc giữa các lớp, tránh được sự bong tách và rạn nứt trong kết cấu. Do vậy nghiên
cứu về ổn định, dao động và độ bền của các kết cấu FGM đã thu hút được sự chú ý
đặc biệt của cộng đồng các nhà khoa học trong và ngoài nước.
Hiện nay, các nghiên cứu thường thực hiện bằng ba cách tiếp cận: Giải tích, bán
giải tích và phương pháp số. Đã có nhiều kết quả nghiên cứu về ổn định bằng phương
pháp bán giải tích và phương pháp số, tuy nhiên luận án này giới hạn chỉ nghiên cứu
bài toán ổn định tĩnh của kết cấu bằng phương pháp giải tích. Hiện nay, với phương
pháp giải tích các kết quả về sự ổn định tĩnh cho thấy chủ yếu tập trung vào việc phân
tích tới hạn và sau tới hạn của các kết cấu FGM không gia cường. Đối tượng nghiên
cứu thường là thanh, tấm, vỏ thoải, vỏ trụ, những dạng cơ bản hay gặp nhất nhưng
cũng là những kết cấu đơn giản. Với những kết cấu FGM phức tạp như vỏ nón, vỏ
cầu, tấm và vỏ gấp nếp lượn sóng hay có gân gia cường vẫn là những bài toán khó,
còn ít được nghiên cứu. Trong khi đó những kết cấu loại này, hiện nay, đã trở nên
phổ biến trong ứng dụng. Sự hiểu biết về ứng xử cơ học của chúng là bài toán không
chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn to lớn.
Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết đã nêu ở trên, luận án đã chọn đề tài là
“Phân tích ổn định tĩnh của vỏ bằng vật liệu có cơ tính biến thiên” làm nội dung
nghiên cứu.
2. Mục tiêu của luận án
i) Sử dụng các quy luật của vật liệu FGM đã có để nghiên cứu bài toán ổn định
tĩnh của kết cấu FGM thường gặp.
ii) Phân tích ổn định phi tuyến của panel trụ và vỏ trụ FGM không hoàn hảo,
có hệ số Poisson là hàm của z.
iii) Nghiên cứu ổn định phi tuyến của vỏ trụ tròn FGM có gân gia cường FGM
lệch tâm.
iv) Nghiên cứu ổn định tuyến tính của vỏ nón FGM có gân gia cường.
v) Lập trình và khảo sát bằng số ảnh hưởng của các tham số đầu vào đến sự ổn
định của kết cấu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
Đối tượng nghiên cứu:
- Panel trụ và vỏ trụ tròn FGM không hoàn hảo, không gia cường.
- Vỏ trụ tròn và vỏ nón có gân gia cường lệch tâm.
- Gân gia cường là gân thuần nhất hay là gân FGM.
- Kết cấu chịu điều kiện tải khác nhau: nén dọc trục, áp lực ngoài hay tải
xoắn.
Phạm vi nghiên cứu của luận án là phân tích ổn định tĩnh của vỏ mỏng làm
bằng vật liệu có cơ tính biến thiên bằng tiếp cận giải tích.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp giải tích: Sử dụng lý thuyết vỏ Donnell-Karman và phương pháp
san đều tác dụng gân của Leckhnitsky để thiết lập các phương trình chủ đạo theo
hàm ứng suất và độ võng. Áp dụng phương pháp Galerkin để xây dựng hệ thức hiển
cho phép tìm tải tới hạn và vẽ đường cong tải - độ võng sau tới hạn.
Khảo sát bằng số ảnh hưởng của gân, nền, độ không hoàn hảo và các kích
thước hình học đến sự ổn định của kết cấu.
5. Bố cục của luận án
Luận án gồm: mở đầu, bốn chương, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục.
Phần mở đầu: Trình bày tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu.
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương này trình bày khái niệm, tính chất và một số quy luật cơ bản của vật
liệu cơ tính biến thiên. Phân tích những ưu điểm nổi bật và sự ứng dụng hiệu quả
của các kết cấu FGM. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới
đối với bài toán ổn định và dao động của kết cấu làm bằng vật liệu này. Phân tích
các vấn đề đã được nghiên cứu, những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu. Từ đó
đề xuất mục tiêu, nội dung và phương pháp của luận án.
Chương 2: Phân tích phi tuyến ổn định của vỏ FGM không hoàn hảo không gân gia
cường
Chương này đề cập đến hai bài toán ổn định tĩnh phi tuyến của panel trụ và vỏ
trụ tròn không gia cường và không hoàn hảo làm bằng vật liệu FGM với modun
Young và hệ số Poisson là hàm của tọa độ z theo hướng bề dày của vỏ. Xây dựng
biểu thức hiển để tìm tải tới hạn và đường cong tải - độ võng sau tới hạn. Lập trình
và khảo sát bằng số ảnh hưởng của các tham số đầu vào đến sự ổn định của kết cấu.
Chương 3: Phân tích phi tuyến ổn định của vỏ trụ tròn mỏng FGM có gân FGM gia
cường lệch tâm (ES-FGM)
Chương này tìm lời giải giải tích cho bài toán ổn định tĩnh phi tuyến tĩnh của
vỏ trụ tròn ES-FGM với hàm độ võng được chọn ba số hạng. Tính chất vật liệu của
vỏ và gân là FGM theo hướng z. Xây dựng biểu thức để tìm tải tới hạn và đường
cong tải - độ võng sau tới hạn.
Chương 4: Phân tích tuyến tính ổn định của vỏ nón cụt FGM có gân gia cường
Bằng tiếp cận giải tích chương này xây dựng các hệ thức cơ bản và phương
trình chủ đạo cho vỏ nón FGM có gân gia cường. Sử dụng phương pháp Galerkin
để giải hệ ba phương trình vi phân đạo hàm riêng có hệ số là hàm, từ đó tìm được
hệ thức hiển để xác định tải tới hạn của vỏ. Các kết quả so sánh đã khẳng định độ
tin cậy của phương pháp trong luận án.
Kết luận và kiến nghị: Trình bày những kết quả mới của luận án và các kiến nghị
của tác giả rút ra từ nội dung nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Phụ lục. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Vật liệu có cơ tính biến thiên và ứng dụng
Thuật ngữ FGM (Functionally Graded Material) lần đầu tiên xuất hiện vào năm
1984 bởi một nhóm các nhà khoa học vật liệu ở viện Sendai của Nhật Bản [51] khi
nghiên cứu và phát triển thành công một loại composite thế hệ mới “thông minh”.
Vật liệu FGM ban đầu được sử dụng như là các vật liệu kháng nhiệt làm lớp phủ
ngoài của các thiết bị trong công nghiệp hàng không vũ trụ và trong kết cấu của lò
phản ứng nhiệt hạch [51], [74].
Ngày nay loại vật liệu này đã được ứng dụng rộng rãi hơn không chỉ trong lĩnh
vực cơ học mà còn ở các lĩnh vực khác nữa như trong sơ đồ dưới đây
Vật liệu cơ tính biến thiên thường được tạo nên từ hai loại vật liệu thành phần là
gốm (ceramic) và kim loại (metal) với tỷ phần thể tích của mỗi thành phần được lựa
FGM
Công nghiệp hạt nhân
(Nhiên liệu hạt, tường plasma
của lò phản ứng hạt nhân)
Hàng không vũ trụ
(Bộ phận tên lửa, khung máy bay)
Lĩnh vực y học
(Xương, da nhân tạo, nha khoa)
Lĩnh vực truyền thông
(Sợi quang học, thấu kính, chất
bán dẫn)
Các lĩnh vực khác
(Vật liệu xây dựng, thiết bị thể
thao, kính cửa)
Lĩnh vực năng lượng
(Máy phát nhiệt điện, pin mặt
trời, cảm biến)
Hình 1.1: Ứng dụng vật liệu FGM chọn một cách hợp lý, biến đổi trơn và liên tục theo bề dầy của kết cấu. Do vậy đã
tạo nên loại vật liệu có độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt tốt, dẻo dai khi chịu lực và
duy trì được tính toàn vẹn về cấu trúc.
Bảng 1.1: Tính chất của một số vật liệu thành phần của vật liệu FGM [68, 110]
Các tính chất
Vật liệu
E (N/m2) ν α (0C-1) κ (W/mK) ρ (kg/m3)
Kim loại (Metal)
Stainless steel (SUS 304) 207.7×109 0.3177 12.46×10-6 15.379 8166
Aluminum (Al) 70.0×109 0.30 23.0×10-6 204 2707
Titanium alloy (Ti-6Al-4V) 105.7×109 0.298 6.9×10-6 18.1 4429
Gốm (Ceramic)
Silicon nitride (Si3N4) 322.2×109 0.24 3.2×10-6 13.723 2370
Zirconia (ZrO2) 151×109 0.30 10×10-6 2.09 3000
Alumina (Al2O3) 380×109 0.26 7.2×10-6 10.4 3750
Một số kết cấu FGM hiện nay được sử dụng là tổ hợp của các vật liệu sau:
- Silicon nitride/ Stainless steel (Si3N4/SUS 304),
- Zirconia/ Titanium alloy (ZrO2/Ti-6Al-4V),
- Zirconia/ Stainless steel (ZrO2/ SUS 304),
- Alumina/ Aluminum (Al2O3/Al).
Như vậy, kết cấu vật liệu có cơ tính biến thiên là những kết cấu hội tụ nhiều
tính chất ưu việt như khối lượng nhẹ, độ cứng và độ bền cao, chống ăn mòn hóa học
tốt và có khả năng chịu được môi trường nhiệt độ cao mà vẫn duy trì được tính toàn
vẹn về cấu trúc của nó. Vì thế vật liệu này là sự lựa chọn hợp lí trong các ứng dụng
của các kết cấu làm việc trong các điều kiện nhiệt cao như máy bay, tên lửa, các
thiết bị dầu khí, luyện kim, cũng như các lò phản ứng hạt nhân. Các tính chất hiệu
dụng của vật liệu có cơ tính biến thiên được biến đổi liên tục qua chiều dày thành
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: phân tích vật liệu FGM