Thứ sáu, 29/03/2024 | 17:19 - GMT+7

Kỹ thuật đồng nhất hóa vật liệu không đồng nhất với phần tử tấm mỏng chịu uốn đại diện

Là nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp Thành phố, do Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ chủ trì thực hiện, ThS. Nguyễn Hoàng Phương làm chủ nhiệm, thuộc chương trình Vườn ươm Sáng tạo KH&CN Trẻ, được nghiệm thu năm 2021.

11/02/2022 - 13:39
Trong quá trình phân tích kết cấu, các thông số đàn hồi cho vật liệu hỗn hợp cần được xác định. Việc phát triển vật liệu kết cấu tấm ngày càng mạnh mẽ. Do đó, nhu cầu về các công cụ để xác định được các thông số đàn hồi hữu hiệu trở nên cấp thiết. Thông thường, các thông số này được xác định bằng các thí nghiệm hiện trường. Tuy nhiên, nhằm đảm bảo được các trường hợp ngẫu nhiên của vật liệu, việc thí nghiệm này sẽ gây phá hoại kết cấu dẫn đến chi phí tăng.
Với đề tài nêu trên, nhóm nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng kỹ thuật đồng nhất hóa vật liệu cho kết cấu tấm mỏng chịu uốn. Qua đó, xác định các thông số đàn hồi hữu hiệu cho kết cấu tấm chịu uốn mà không gây phá hoại mẫu.
Kết quả, kỹ thuật tính toán đồng nhất tấm mỏng chịu uốn sử dụng phần tử tấm HCT (Heish-Clough-Tocher) đã được thực hiện với phần tử tấm vi mô chịu uốn đại diện (RPE). Nhiều dạng bài toán khác nhau bao gồm tấm vi mô có lỗ vuông, tấm vi mô nhiều lớp có lỗ tròn, tấm vĩ mô nhiều lớp có lỗ tròn tuần hoàn, tấm vĩ mô nhiều lớp có lỗ vuông, tấm vĩ mô chữ L nhiều lớp lỗ tròn tuần hoàn đã được khảo sát.  
Đối với tấm vi mô có lỗ vuông, các hằng số đàn hồi hữu hiệu như mô đun đàn hồi hữu hiệu Eeff, hệ số nở hông hữu hiệu Veff, mô đun đàn hồi khối hữu hiệu Keff và mô đun kháng cắt hữu hiệu Geff được khảo sát sự thay đổi khi xem xét trường hợp tăng dần thể tích lỗ rỗng từ 0.1 đến 0.4. Sau đó, hàm xấp xỉ các hằng số vật liệu hữu hiệu theo thể tích lỗ rỗng được xây dựng bằng phương pháp bình phương cực tiểu. Phương trình này thể hiện các thông số vật liệu giảm dần khi tăng dần thể tích lỗ rỗng.
Đối với tấm vi mô nhiều lớp lỗ tròn, trường chuyển vị của phương pháp nghiên cứu tương đồng với trường chuyển vị khi sử dụng đơn tỉ lệ trong ba ví dụ là tấm hình vuông lỗ tròn tuần hoàn, tấm hình vuông lỗ hình vuông tuần hoàn và tấm hình chữ L lỗ tròn tuần hoàn.
Đối với tấm nhiều lớp có lỗ tuần hoàn, bài toán tấm vĩ mô được đánh giá với các điều kiện biên, các thể tích lỗ rỗng và các dạng hình học khác nhau. Phương pháp hội tụ dần khi được làm mịn lưới phần tử. Qua đó, các trường chuyển vị của bài toán khi phân tích tấm đơn tỉ lệ và tấm được đồng nhất hóa tương đồng về độ lớn và các vùng phân bố giá trị.
Như vậy, kỹ thuật đồng nhất hóa cho kết cấu tấm vi mô chịu uốn không đồng nhất đã được thực hiện trong nghiên cứu này. Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể thực hiện nghiên cứu mở rộng cho các vật liệu mới để đáp ứng với sự tiến bộ của ngành công nghệ vật liệu thông minh (vật liệu có cơ lý biến thiên FGM, vật liệu tấm áp điện, kết cấu sàn rỗng, kết cấu sàn ô cờ,…); nghiên cứu ứng xử của vật liệu nằm ngoài miền đàn hồi cho kết cấu tấm vi mô;…
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Theo https://cesti.gov.vn/

Xem thêm

Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 4
  • 0
  • 1
  • 2
  • 9
  • 6
  • 4