Tóm tắt Luận văn Phân tích tấm fgm chịu uốn trên nền đàn hồi sử dụng phương pháp không lưới (MKI) và lý thuyết biến dạng cắt bậc cao thu gọn ba chiều R-QSDT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH ĐOÀN THANH TÚ PHÂN TÍCH TẤM FGM CHỊU UỐN TRÊN NỀN ĐÀN HỒI SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG LƯỚI (MKI) VÀ LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG CẮT BẬC CAO THU GỌN BA CHIỀU R-QSDT TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP.HỒ CHÍ MINH 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH ĐOÀN THANH TÚ PHÂN TÍCH TẤM FGM CHỊU UỐN TRÊN NỀN ĐÀN HỒI SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG LƯỚI (MKI) VÀ LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG CẮT BẬC CAO THU GỌN BA CHIỀU R-QSDT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ TÂN VĂN TP.HỒ CHÍ MINH 2020 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ BÀI 1.1 Đặt vấn đề ............................................................................... 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................... 1-2 1.3 Phạm vi nghiên cứu ................................................................ 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu ........................................................ 2 1.5 Ý nghĩa khoa học .................................................................... 2 1.6 Cấu trúc của luận văn ............................................................. 2-3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu chung ..................................................................... 4 2.2 Tấm vật liệu chức năng .......................................................... 4 2.2.1 Lịch sử hình thành ............................................................... 4-5 2.2.2 Đặc tính ............................................................................... 5-6 2.2.3 Ứng dụng ............................................................................. 7 2.3 Lý thuyết tấm FGM ................................................................ 7-8 2.3.1 Lý thuyết tấm cổ điển .......................................................... 8-9 2.3.2 Lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất ........................................ 9-10 2.3.3 Lý thuyết biến dạng cắt bậc cao .......................................... 10-13 2.3.4 Lý thuyết tấm trên nền đàn hồi ............................................ 13-15 2.4 Phương pháp rời rạc ............................................................... 15-18 2.5 Tình hình nghiên cứu .............................................................. 18 2.5.1 Ngoài nước .......................................................................... 18-19 2.5.2 Trong nước .......................................................................... 19 2.5.3 Nhận xét tổng quan về tình hình nghiên cứu ....................... 19 2.6 Kết luận chương ..................................................................... 20 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Giới thiệu ................................................................................ 21 3.2 Kết cấu tấm FGM ................................................................... 21-22 3.2.1 Tấm FGM đẳng hướng ........................................................ 22-24 3.2.2 Tấm Sandwich có lớp vỏ FGM và lõi đồng chất (loại A) ... 24-25 3.2.3 Tấm Sandwich có lớp vỏ FGM và lõi FGM (loại B) ........... 25-26 3.3 Lý thuyết biến dạng cắt R-QSDT ........................................... 26-29 3.4 Phương pháp Meshless với hàm nội suy Moving Kriging ..... 29 3.4.1 Hàm dạng Moving Kriging ................................................. 30-33 3.4.2 Các phương trình rời rạc ...................................................... 33-36 CHƯƠNG 4: CÁC VÍ DỤ SỐ KIỂM CHỨNG BÀI TOÁN VÀ PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 4.1 Kiểm chứng kết quả mô hình số ............................................. 37-41 4.2 Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến độ võng của tấm ........ 41-57 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận .................................................................................. 58-59 5.2 Kiến nghị ................................................................................ 59 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU c Bảng 4.2. Chuyển vị w0 của tấm Alumina hình vuông liên kết tựa đơn chịu tải trọng phân bố đều trên nền Pasternak ............... 12 c Bảng 4.3. Độ võng đã chuẩn hóa tại tâm w0 của tấm hình chữ nhật sandwich loại A Ti−−64 Al V ZnO2 (a h==10; b 2 a) chịu tải trọng phân bố hình sin ..................................................... 12 Bảng 4.4: Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số suy biến n đến độ võng không thứ nguyên của các tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi .......................................................................................... 13 Bảng 4.5: Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số suy biến đến độ võng không thứ nguyên của các tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi .......................................................................................... 14 Bảng 4.6: Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số nền K s đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi ...... 14 Bảng 4.7 Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số nền đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi ...... 14 Bảng 4.8 Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số nền K w đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi ...... 15 Bảng 4.9 Khảo sát sự ảnh hưởng của hệ số nền K w đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi ...... 15 Bảng 4.10 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số bađến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi ...... 16 Bảng 4.11 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi ...... 16 Bảng 4.12 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số ah đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi ...... 17 Bảng 4.13 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi ...... 17 Bảng 4.14 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số EEcmđến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại A đặt trên nền đàn hồi ...... 17 Bảng 4.15 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ số đến độ võng không thứ nguyên của tấm FGM loại B đặt trên nền đàn hồi ...... 18 ba DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - a: Cạnh ngắn của tấm - b: Cạnh dài của tấm - h: Chiều dày của tấm - Ec: Mô đun đàn hồi của Gốm - Em: Mô đun đàn hồi của Kim loại - n: Hệ số suy biến (hệ số vật liệu) - Ks: Hệ số nền do cắt - Kw: Hệ số nền do uốn c - w0 : Độ võng đã chuẩn hóa tại tâm của tấm - : Biến dạng dài theo phương trục z  zz - S: Liên kết tựa đơn - C: Liên kết ngàm - F: Liên kết tự do - FGM: Vật liệu cơ lý biến thiên - MK: nội suy Moving Kriging - R-QSDT: Lý thuyết biến dạng cắt bậc cao thu gọn - FSDT: Lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất - HSDT: Lý thuyết biến dạng bậc cao - 1-0-1; 1-8-1; 1-1-1; 1-2-1; 3-1-3; 8-1-8; 0-1-0: Tấm cơ lý biến thiên có chiều dày lớp vỏ và lớp lõi thay đổi Đề tài: Phân tích tấm FGM chịu uốn trên nền đàn hồi sử dụng phương pháp không lưới MKI và lý thuyết biến dạng cắt bậc cao thu gọn ba chiều R-QSDT. Tóm tắt: Luận văn nghiên cứu tấm cơ lý biến thiên (tấm FGM) chịu uốn trên nền đàn hồi thông qua áp dụng lý thuyết biến dạng cắt bậc cao R-QSDT và phương pháp không lưới có hàm nội suy Moving Kriging (MK) để phân tích. Tấm cơ lý biến thiên được sử dụng trong luận văn là hai loại phổ biến đó là tấm với vỏ FGM - lõi đồng chất (loại A) và tấm với vỏ đồng chất - lõi FGM (loại B). Tấm được đặt trên nền đàn hồi được mô tả bởi mô hình nền hai thông số kiểu Pasternak. Luận văn áp dụng một số giả thuyết như: Xem tấm cơ lý biến thiên (tấm FGM) như là một tấm vật liệu hỗn hợp thay đổi theo chiều dày tấm với quy luật hàm mũ (Mô hình Voigt). Đồng thời, áp dụng lý thuyết biến dạng cắt bậc cao thu gọn được tạo thành từ việc phân tích chuyển vị đứng trong lý thuyết biến dạng cắt bậc cao truyền thống thành hai thành phần chuyển vị đứng do uốn và chuyển vị đứng do cắt. Luận văn khảo sát các thông số khác nhau, ảnh hưởng đến độ võng của tấm như: tỷ cạnh ngắn/lệ chiều dày, tỷ lệ cạnh dài/ngắn và quy luật vật liệu (tham số n, modun đàn hồi Ec, Em). Kết quả sẽ được kiểm chứng bằng việc so sánh với những nghiên cứu đã công bố trước đó. Từ đó đưa ra các nhận xét, đánh giá và đề xuất nếu có để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn 1 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Bài toán phân tích tĩnh tấm cơ lý biến thiên (tấm FGM) chịu uốn trên nền đàn hồi được ứng dụng nhiều trong các ngành như: công nghiệp hàng không vũ trụ, đóng tàu, xây dựng, lò phản ứng hạt nhân và các lĩnh vực làm việc trong môi trường nhiệt độ cao hoặc chịu tải trọng phức tạp. Do vậy, việc nghiên cứu về các kết cấu tấm cơ lý biến thiên là cần thiết. Vì lý do trên, em đã chọn đề tài luận văn: “Phân tích tấm FGM chịu uốn trên nền đàn hồi sử dụng phương pháp không lưới MK và lý thuyết biến dạng cắt bậc cao thu gọn ba chiều R-QSDT”. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu: a. Giới thiệu đặc tính của tấm chức năng và kết cấu được làm từ vật liệu chức năng FGM, lý thuyết biến dạng cắt và phương pháp không lưới phần tử tự do bằng cách sử dụng hàm nội suy Moving Kriging (MK). b. Thiết lập phương trình cho bài toán tĩnh tấm FGM chịu uốn trên nền đàn hồi hai hệ số Pasternak theo lý thuyết biến dạng cắt thu gọn bậc cao dùng phương pháp không lưới hàm nội suy Moving Kriging. c. Phân tích, đánh giá kết quả tính toán bằng phần mềm Matlab. Dựa vào kết quả tính toán, đánh giá một số yếu tố ảnh hưởng đến độ võng của kết cấu tấm vật liệu chức năng FGM trên nền đàn hồi. So sánh kết quả bài toán với các báo cáo đã được nghiên cứu. 1.3 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chỉ thực hiện trên tấm vật liệu FGM có đặc tính thay đổi theo hàm số mũ (theo mô hình Voigt). Phương 2 pháp không lưới với hàm nội suy Moving Kriging, lý thuyết biến dạng cắt thu gọn bậc cao trên mô hình nền đàn hồi hai hệ số Pasternak để phân tích đặc tính chịu uốn của tấm 1.4. Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phần mềm Matlab để phân tích tính toán sau khi đã hệ thống hóa kiến thức về một số tính chất cơ bản của tấm FGM, lý thuyết tính toán được sử dụng đó là lý thuyết biến dạng cắt thu gọn bậc cao đồng thời sử dụng phương pháp không lưới với hàm nội suy Moving Kriging để tính toán ra kết quả. Sử dụng phương pháp so sánh, đối chiếu và phân tích để rút ra các nhận xét về đặc tính chịu uốn của tấm FGM khi khảo sát sự thay đổi các thành phần trong kết cấu. 1.5. Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu đặc tính chịu uốn cho bài toán tấm FGM sẽ đóng góp về lời giải trong việc tìm kết quả tính toán cho bài toán chịu uốn. Phân tích nghiên cứu một số đặc tính chịu uốn cho những dạng tấm FGM khác nhau. 1.6. Cấu trúc của luận văn: Gồm có 4 chương với các tên gọi : Chương 1, Giới thiệu; Chương 2, Cơ sở lý thuyết;Chương 3, Phân tích số; Chương 4, Kết luận và kiến nghị