Nghiên cứu dao động của vỏ trụ composite lớp chứa chất lỏng và tiếp xúc với nền đàn hồi

NGUYỄN VĂN TRANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN TRANG CO HỌC KỸ THUẬT Nghiên cứu dao động vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cơ học kỹ thuật KHOÁ 2013B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Văn Trang Nghiên cứu dao động vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi Chuyên ngành : Cơ học kỹ thuật LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cơ học kỹ thuật NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TS Trần Ích Thịnh Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1 Dao động tự vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi 1 Dao động tự vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng 1 Dao động tự vỏ trụ tiếp xúc với đàn hồi Tổng quan phương pháp phần tử liên tục (PTLT) 10 Lý thuyết chung phương pháp PTLT 10 2 Các bước giải toán phương pháp phần tử liên tục 12 Tổng quan nghiên cứu Việt Nam 13 Kết luận chương 14 Chương DAO ĐỘNG CỦA VỎ TRỤ TRÒN COMPOSITE LỚP CHỨA CHẤT LỎNG VÀ TIẾP XÚC VỚI NỀN ĐÀN HỒI 16 Cơ sở lý thuyết 16 1 Phương trình chuyển động vỏ trụ chứa nước, đàn hồi 16 2 Phương trình chuyển động chất lỏng 18 2 Xây dựng thuật tốn phân tích dao động vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi phương pháp phần tử liên tục 21 Cách xác định tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp phương pháp phần tử liên tục 26 Kết luận chương 27 Chương KẾT QUẢ SỐ 28 Dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp chứa nước, khơng có đàn hồi 28 Dao động tự vỏ trụ trịn Composite khơng chứa nước (khơ) nằm đàn hồi Winkler Pasternak 34 3 Dao động tự vỏ trụ tròn Composite chứa nước tiếp xúc với đàn hồi Winkler Pasternak 39 Kết luận chương 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 KẾT LUẬN CHUNG 49 HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 MỞ ĐẦU Hiện giới, kết cấu tấm, vỏ trụ tròn vỏ nón cụt vật liệu Composite ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Chẳng hạn như: đường ống dẫn dầu, bồn chứa chất lỏng, dàn khoan ngồi biển, xây dựng dân dụng đại, cơng nghiệp hàng không vũ trụ, công nghiệp tàu thủy Ở nước ta, vật liệu Composite ứng dụng chế tạo bồn chứa nước, bồn chứa hóa chất, bồn chứa dầu, bể ni thủy sản, máng thải hóa chất, ống dẫn nước, bể nuôi trồng thủy sản, vòm che, máy bay cỡ nhỏ, tàu du lịch, cửa cống chắn nước mặn, cánh turbine gió Ứng xử dao động kết cấu Composite thay đổi nhiều làm việc môi trường chứa chất lỏng, môi trường tiếp xúc với đàn hồi môi trường chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi so với điều kiện làm việc khơng khí Do đó, vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng chất lỏng đàn hồi đến tần số dao động riêng dạng dao động riêng kết cấu vỏ Composite lớp có ý nghĩa khoa học thực tiễn Bài toán dao động kết cấu tấm, vỏ Composite tương tác với chất lỏng nghiên cứu nhiều tác giả nước như: Paidoussis [7], Xi [9, 10], Kalnins [6], Tạ Thị Hiền [1] Phân tích dao động vỏ Composite lớp nằm đàn hồi nhận qua tâm của nhiều nhà khoa học như: Sofiyev [16], Trần Ích Thịnh, Nguyễn Mạnh Cường [13, 14, 15] Trong nghiên cứu trên, tác giả tập trung vào nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng riêng chất lỏng tới tần số dao động riêng vỏ trụ Composite lớp riêng đàn hồi tới tần số dao động riêng vỏ trụ Composite lớp Do đó, việc nghiên cứu lựa chọn lý thuyết phù hợp với kết cấu Composite cần tính tốn, thiết kế với phương pháp số có độ tin cậy cao để tìm lời giải số cho tốn vỏ trụ vỏ nón cụt chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi quan trọng cần thiết cho nhà khoa học kỹ sư Xuất phát từ thực tế ứng dụng vật liệu Composite lớp Việt Nam từ phân tích kết nghiên cứu có lĩnh vực dao động vỏ trụ Composite lớp, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu dao động vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi.” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Xây dựng thuật toán phương pháp Phần tử liên tục dựa lý thuyết biến dạng cắt bậc chương trình tính mơi trường Matlab để tìm lời giải số cho toán dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu dao động riêng kết cấu vỏ trụ tròn vật liệu Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi Các kết cấu làm việc giới hạn đàn hồi biến dạng bé Sử dụng lý thuyết biến dạng cắt bậc Reissner-Mindlin Chất lỏng giả thiết không nén được, không nhớt chuyển động xốy Nền đàn hồi gồm: đàn hồi Winkler đàn hồi Pasternak Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Do có nhiều ưu điểm so với kim loại độ bền riêng mô đun đàn hồi riêng cao, chịu mơi trường hóa chất, khơng bị ơxy hóa, cách âm, cách nhiệt tốt nên vật liệu Composite ngày ứng dụng nhiều ngành công nghiệp đại đời sống Để thiết kế tối ưu đảm bảo độ an toàn cao cho kết cấu Composite lớp làm việc môi trường chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi, ta cần nghiên cứu giải toán bền, ổn định dao động kết cấu phải tính đền ảnh hưởng đàn hồi chất lỏng đến ứng xử học kết cấu Do đó, việc nghiên cứu dao động tự kết cấu vỏ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học thực tiễn rõ ràng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp số: áp dụng phương pháp phần tử liên tục dựa sở lý thuyết vỏ bậc Reissner-Mindlin Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Kết cấu vỏ Composite lớp có ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Chẳng hạn như: đường ống dẫn dầu, bồn chứa, dàn khoan biển, xây dựng dân dụng đại, công nghiệp hàng không, vũ trụ, công nghiệp tàu thủy… Trong có nhiều kết cấu tấm, vỏ Composite làm việc môi trường chứa chất lỏng, tiếp xúc với đàn hồi, vừa chứa chất lỏng tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Ở Việt nam, vật liệu Composite sử dụng để chế tạo bồn chứa (hình 1.1), bồn chứa sản phẩm hóa dầu đường ống dẫn nước (hình 1.2), máy bay kiểu kinh khí cầu (hình 1.3) v.v… Để tính tốn, thiết kế tối ưu loại kết cấu này, cần phải có phân tích đầy đủ ứng xử học chúng Vì vậy, nghiên cứu dao động kết cấu tấm, vỏ chứa chất lỏng, tiếp xúc với đàn hồi, chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi vấn đề thời học, thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu nước Hình 1.1 Bồn chứa Composite Hình 1.2 Bồn chứa sản phẩm hóa dầu đường ống Vật liệu Composite Hình1 Kết cấu máy bay kiểu kinh khí cầu làm vật liệu Composite Trong chương này, tác giả trình bày tổng quan động lực học kết cấu chứa chất lỏng chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi Phân tích cơng trình khoa học cơng bố tác giả ngồi nước nhằm đánh giá ưu, nhược điểm phương pháp tính tốn, mơ hình sử dụng với đối tượng nghiên cứu Từ phân tích vào yêu cầu thực tiễn lựa chọn đề tài nội dung nghiên cứu cho luận văn 1 Dao động tự vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi 1 Dao động tự vỏ trụ Composite lớp chứa chất lỏng Như biết, tần số dao động riêng kết cấu chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi khác biệt so với kết cấu làm việc khơng khí Do vậy, xác định tần số dao động riêng kết cấu chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi quan trọng cho việc thiết kế kết cấu chứa nước nằm lòng đất Trong trường hợp tổng quát, ảnh hưởng tải trọng chất lỏng lên kết cấu đặc trưng khối chất lỏng thêm vào làm cho tần số dao động riêng thấp so với trường hợp khơng có chất lỏng ảnh hưởng đàn hồi lên kết cấu đặc trưng độ cứng làm cho tần số dao động riêng cao so với trường hợp khơng có đàn hồi Từ thập kỷ kỷ hai mươi có nghiên cứu ban đầu dao động kết cấu đàn hồi vật liệu đẳng hướng với trường chất lỏng bao quanh Tuy nhiên kết cấu tấm, vỏ chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi nghiên cứu vài năm gần Phân tích dao động vỏ trụ kim loại đẳng hướng chứa chất lỏng khảo sát nhiều nhà nghiên cứu Các công trình tiêu biểu tương tác kết cấu với chất lỏng Paidoussis nghiên cứu tài liệu chuyên khảo [7-(1972)] Hình 3.5 Tần số dao động riêng vỏ trụ Composite lớp, hệ số đàn hồi K2 thay đổi K1=0 Kết tính bảng 3.5 hình 3.5 cho thấy hệ số đàn hồi Winkler K1=0, thay đổi độ cứng đàn hồi K2, từ K2 =104 lên K2=105 (tăng độ cứng đàn hồi lên 10 lần) tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite tăng lên khơng nhiều Gải thích tương tự trường hợp thay đổi đàn hồi K1, với giá trị độ cứng đàn hồi K2 =104 (N/m) đàn hồi cứng việc tăng lên thêm gấp 10 lần cứng vậy, làm tăng khơng nhiều tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp 3 Dao động tự vỏ trụ tròn Composite chứa nước tiếp xúc với đàn hồi Winkler Pasternak Các thông số vật liệu Cacbon/Epoxy: E1=206.9 GPa; E2=18.62 GPa; ν12 =0.28; G12 =G13 =4.48 GPa; G23=2.24 GPa; ρ=2048kg/m3 Thơng số hình học vỏ trụ: h=9.525mm; R=0.1905m; L=0.381m 39 Thông số nước: ρ=1000 kg/m3 Nền đàn hồi có K1 đàn hồi Winkler; Nền đàn hồi có K1 K2 đàn hồi Pasternak Tần số dao động riêng vỏ trụ trịn Composite lớp khơng chứa nước (khơ), đồng thời tiếp xúc với đàn hồi Winkler Pasternak tính phương pháp phần tử liên tục thể bảng 3.6 Bảng 3.6 Tần số dao động riêng vỏ trụ trịn Composite khơng chứa nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2) 1x106 1.5x106 2x106 2.5x106 K2=0 452.6 463.8 469.3 474.8 480.1 K2=1x104 464.3 475.2 480.6 485.9 491.2 K2=1.5x104 470 480.8 486.1 491.4 496.6 K2=2x104 475.7 486.4 491.6 496.8 501.9 K2=2.5x104 481.3 491.8 497 502.2 507.2 K2 K1 Ảnh hưởng đồng thời cặp đàn hồi (K1,K2) lên tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp không chứa nước (vỏ trụ khô) biểu diễn hình 3.6 40 Hình 3.6 Tần số dao động riêng vỏ trụ trịn Composite khơng chứa nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2) Kết tính bảng 3.6 hình 3.6 cho thấy ảnh hưởng đồng thời đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2) giống ảnh hưởng đàn hồi lên vỏ trụ tròn Composite lớp, nghĩa làm tăng tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp Thật vậy, (K2, K1) =(0, 0), f= 452.6 Hz; (K2, K1) =(1x104, 1x106), f = 475.2 Hz; (K2, K1) =(1.5x104, 1.5x106), f = 486.1 Hz; (K2, K1) =(2x104, 2x106), f = 496.8 Hz; (K2, K1) =(2.5x104, 2.5x106), f = 507.2 Hz Độ tăng tần số lớn (K2, K1) =(2.5x10e4, 2.5x106), f = 507.2 Hz, so với vỏ trụ khơng có đàn hồi (K2, K1) =(0, 0), f = 452.6 Hz 12.02% Qua bảng 3.6 hình 3.6 cho thấy giữ nguyên giá trị đàn hồi K2 thay đổi giá trị đàn hồi K1 tần số dao động riêng vỏ trụ Composite lớp tăng lên Ví dụ, (K2, K1) =(0, 0), f = 452,6 Hz; Khi 41 (K2, K1) =(0, 106), f = 463,8 Hz; Khi (K2, K1) =(0, 1.5x106), f = 469,3 Hz; Khi (K2, K1) =(0, 2x106), f=474,8 Hz; Khi (K2, K1) =(0, 2.5x106), f=480,1 Hz Tương tự giữ nguyên giá trị đàn hồi K1 thay đổi giá trị đàn hồi K2 tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp tăng lên Chẳng hạn, Khi (K2, K1) =(0, 0), f = 452.6 Hz; Khi (K2, K1) =(1x104, 0), f = 464.3 Hz; (K2, K1) =(1.5x104, 0), f = 470 Hz; Khi (K2, K1) =(2x104, 0), f = 475.7 Hz; Khi (K2, K1) =(2.5x104, 0), f = 481.3Hz Tần số dao động riêng vỏ trụ tròn xoay Composite lớp chứa đầy nước (vỏ trụ ướt), tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak tính phương pháp phần tử liên tục thể bảng 3.7 Bảng 3.7 Tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2) 1x106 1.5x106 2x106 2.5x106 K2 =0 419.8 428.9 433.4 437.8 442.2 K2=1x104 429.2 438.1 442.5 446.8 451.1 K2=1.5x104 433.8 442.6 446.9 451.2 455.5 K2=2x104 438.8 447.1 451.4 455.6 459.8 K2=2.5x104 442.8 451.5 455.7 460 464.1 K2 K1 Ảnh hưởng đồng thời đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2) lên tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp chứa đầy nước biểu diễn hình 3.7 42 Hình 3.7 Tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2) Kết tính bảng 3.7 hình 3.7 cho thấy, vỏ trụ chứa đầy nước làm giảm tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp Thật vậy, vỏ trụ chứa đầy nước tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K2, K1) =(0, 0), tần số dao động vỏ trụ f = 419.8Hz Trong đó, với vỏ trụ khơng chứa nước (vỏ trụ khô) tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K2, K1) =(0, 0), tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp f = 452.6Hz Ảnh hưởng đồng thời đàn hồi Winkler , Pasternak chất lỏng làm giảm tần số dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp Chẳng hạn, vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 507,2 Hz Nhưng vỏ trụ tròn Composite lớp chứa đầy nước tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 464,1 Hz (giảm khoảng 8,5%) 43 Hình 3.8 biểu diễn so sánh tần số dao động riêng vỏ trụ trịn Composite lớp khơ vỏ trụ trịn Composite lớp chứa đầy nước tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2), PTLT Hình 3.8 So sánh tần số dao động riêng vỏ trụ trịn Composite khơ vỏ trụ chứa đầy nước, tiếp xúc đồng thời với đàn hồi Winkler Pasternak (K1, K2) Ảnh hưởng tỉ số R/h đến tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2), PTLT thể bảng 3.8 hình 3.9 44 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tỉ số R/h đến tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2), PTLT Hệ số R/h 20 40 60 80 100 Khơng có 419.8 342.4 271.7 241.5 223.3 K1=2.5x106 422.1 347.9 281.2 254.9 240.2 K2=2x104 421.7 352.8 289.6 266.6 254.9 K1=2.5x106, K2=2x104 424 358.1 298.6 278.8 269.9 Hình 3.9 Ảnh hưởng tỉ số R/h đến tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2) Từ bảng 3.8 hình 3.9 ta thấy, tỷ số R/h tăng, làm giảm mạnh tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp điều phù hợp với nghiên cứu trước 45 Bảng 3.9 Ảnh hưởng tỉ số L/R đến tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2), PTLT Hệ số Khơng có K1=2.5x106 K2=2x104 K1=2.5x106, K2=2x104 560.7 561.7 561.5 562.4 L/R 189.2 191.1 189.6 191.4 304.7 305.9 305.0 306.1 130.8 133.4 131.3 133.9 10 95.6 99.2 96.3 99.9 Hình 3.10 Ảnh hưởng tỉ số L/R đến tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite chứa đầy nước tiếp xúc với cặp đàn hồi (K1, K2) Từ bảng 3.9 hình 3.10, ta thấy tỷ số L/R tăng lên, làm giảm tần số dao động vỏ trụ chiều dài tăng lên làm giảm độ cứng kết cấu 46 Kết luận chương Trong chương 3, luận văn xây dựng thuật toán phương pháp phần tử liên tục chương trình tính mơi trường Matlab cho tốn dao động tự vỏ trụ trịn Composite chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi Độ tin cậy thuật toán kiểm chứng với kết tác giả khác với chương trình tính khác Nội dung nghiên cứu ảnh hưởng lớn nước đền tần số dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp.Với vỏ trụ tròn Composite lớp xét bảng 3.2, chứa đầy nước, tần số ứng với dạng dao động (1,1) giảm 44.95%, tần số ứng với dạng dao động (1,2) giảm 47.95% tần số ứng với dạng dao động (1,3) giảm 45.14% Điều chứng tỏ rằng, mức nước không làm giảm tần số dao động riêng kết cấu, mà mức nước làm thay đổi dạng dao động vỏ trụ tròn Composite Ảnh hưởng đồng thời hai hệ số đàn hồi Winkler Pasternak làm tăng tần số dao động riêng vỏ trụ Thật vậy, vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, cặp đàn hồi (K1, K2)=(0,0), tần số dao động tự 452,6 Hz Khi vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 507,2 Hz Ảnh hưởng đồng thời đàn hồi chất lỏng làm giảm tần số dao động tự vỏ trụ Chẳng hạn, vỏ trụ tròn Composite lớp khô, cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 507,2 Hz Nhưng vỏ trụ tròn Composite lớp chứa đầy nước cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 464,1 Hz (tức giảm khoảng 8,5%) Thơng số hình học vỏ ảnh hưởng nhiều đến số dao động, tỉ lệ R/h tăng, tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp giảm mạnh Khi tỷ lệ L/R tăng 47 làm giảm mạnh tần số dao động vỏ trụ Đánh giá ảnh hưởng thông số hình học đến tần số dao động tự quan trọng việc tính tốn kết cấu vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN CHUNG Trong trình thực hiện, luận văn đạt kết sau: Trên sở lý thuyết bậc Rissner-Mindlin phương pháp phần tử liên tục (hay phương pháp độ cứng động), luận văn xây dựng thành cơng thuật tốn cho tốn dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi Chương trình tính viết ngôn ngữ Matlab xây dựng cho kết tin cậy Thuật toán Phần tử liên tục chương trình tính Matlab xây dựng theo kỹ thuật vẽ đường cong đáp ứng đề xuất (chuyển vị -tần số) có nhiều ưu điểm: số lượng phần tử sử dụng ít, kết nhanh, độ xác cao tất miền tần số (miền tần số thấp miền tần số cao), không phụ thuộc vào việc chia lưới Phần tử hữu hạn, tiết kiệm thời gian tính tốn dung lượng máy tính Kết tính tốn số dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp chứa nước tiếp xúc với đàn hồi cho thấy: + Mức nước chứa vỏ trụ tròn Composite lớp làm giảm mạnh mẽ tất tần số dao động riêng vỏ trụ tròn Composite lớp Chẳng hạn, mức nước H/L=1/2, tần số dao động tự giảm khoảng 12,45% chứa đầy nước tần số giảm khoảng 47,95% + Ảnh hưởng đồng thời hai hệ số đàn hồi Winkler Pasternak làm tăng tần số dao động riêng vỏ trụ Thật vậy, vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, cặp đàn hồi (K1, K2)=(0,0), tần số dao động tự 452,6 Hz Khi vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 507,2 Hz 49 + Ảnh hưởng đồng thời đàn hồi chất lỏng làm giảm tần số dao động tự vỏ trụ Chẳng hạn, vỏ trụ trịn Composite lớp khơ, cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 507,2 Hz Nhưng vỏ trụ tròn Composite lớp chứa đầy nước cặp đàn hồi (K1, K2)=(2.5x104, 2.5x106), tần số dao động tự 464,1 Hz (tức giảm khoảng 8,5%) +) Thông số hình học vỏ ảnh hưởng nhiều đến số dao động, tỉ lệ R/h tăng, tần số dao động vỏ trụ tròn Composite lớp giảm mạnh Khi tỷ lệ L/R tăng, làm giảm mạnh tần số dao động vỏ trụ Những kết nghiên cứu định lượng dao động vỏ trụ tròn xoay Composite lớp có xét đến ảnh hưởng chất lỏng đàn hồi khẳng định rõ ảnh hưởng môi trường chất lỏng, ảnh hưởng đàn hồi ảnh hưởng đồng thời chất lỏng đàn hồi đến dao động tự kết cấu Composite khảo sát Rõ ràng, bỏ ảnh hưởng mà phải đặc biệt ý tính tốn thiết kế chế tạo kết cấu Composite làm việc môi trường chứa chất lỏng, môi trường tiếp xúc với đàn hồi môi trường chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi Kết nghiên cứu luận văn báo cáo hội nghị quốc tế Cơ học tự động hóa, tổ chức ngày 15/10-16/10/2014 trường ĐH Cơng nghệ - ĐH Quốc Gia Hà Nội chấp nhận đăng tuyển tập 50 HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Trên sở nội dung kết nghiên cứu trình bày, đề xuất số nội dung cần tiếp tục nghiên cứu sau: + Nghiên cứu xây dựng thuật toán phương pháp phần tử liên tục viết chương trình cho tốn dao động tự kết cấu có hình dạng khác như: xiên, vỏ nón cụt, vỏ cầu, vỏ có độ cong bất kỳ, kết cấu Composite có gân gia cường chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi + Dao động kết cấu Composite với chất lỏng nén được, với chất lỏng động, có chuyển động xoáy 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tạ Thị Hiền (2014), Nghiên cứu dao động vỏ trụ composite có xét đến tương tác với chất lỏng, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, ĐH Bách khoa Hà nội Nguyễn Xn Hùng (1999), Động lực học cơng trình biển, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Casimir J.B, Cuong Nguyen Manh (2007), Thick shells of revolution: Derivation of the dynamic stiffness matrix of continuous elements and application to a tested cylinder, Computer and Structures, 85 (23-24), pp1845-1857 Cloug R W and Penzien J (1975), Dynamics of structures, Mc Graw and Hill, Inc Cuong Nguyen Manh, Elements Continus de plaques et coques avec prise en compte du cisaillement transverse, Application a l’interaction fluide-structure, These de Doctorat, Universite Paris VI Kalnins A (1964), Analysis of shells of revolution subjected to symmetrical and nonsymmetrical loads, Journal of Applied Mechanics, 31, pp467-476 Paidoussis M.P and Denis J.P (1972), Flutter of thin cylindrical shell conveying fluid, Journal of Sound and Vibration, 20, pp9-26 Reddy J.N (2004), Mechanics of laminated composite plates and shells, Theory and Analysis, CRC Press Xi, Z.C, Yam L.H and Leung T.P (1997), Free vibration of laminated composite circular cylindrical shell partially filled with fluid, Composite Part B, 28B, pp359375 10 Xi, Z.C, Yam L.H and Leung T.P (1997), Free vibration of a partially fluid-filled cross-ply laminated composite circular cylindrical shell, J Acoust Soc Am, 101, pp909-917 11 Winkler E Die Lehre von der Elasticitaet und Festigkeit, Dominicus, Prague; 1867 52 12 Pasternak PL On a new method of analysis of an elastic foundation by means of two foundation constants Gos Izd Lit po strait i Arkh, Moscow, Russia; 1954 [In Russian] 13 Tran Ich Thinh, Nguyen Manh Cuong Dynamic stiffness matrix of continuous element for vibration of thick cross-ply laminated composite cylindrical shells Composite Struct 2013;98, pp93–102 14 Tran Ich Thinh, Manh Cuong Nguyen and Dinh Gia Ninh, Dynamic stiffness formulation for vibration analysis of thick composite plates resting on nonhomogenous foundations, Computer and Structures (2014), 108 (210), pp684-695 15 Nguyen Manh Cuong, Tran Ich Thinh, Ta Thi Hien Vibration analysis of thick laminated composite conical shells by CEM Tuyen tap HNKHTQ lan Thu IX Ha noi 2012 16 Sofiyev A.H, N Kuruoglu Natural frequency of laminated orthotropic shells with different boundary conditions and resting on the Pasternak type elastic foundation Composites: Part B 42 (2011) 1562–1570 17 Sofiyev A.H et al Effect of the two-parameter elastic foundation on the critical parameters of nonhomogeneous orthotropic shells International Journal of Structural Stability and Dynamics Vol 12, No (2012) 1250041 (24 pages) 18 Nguyen Manh Cuong, Tran Ich Thinh, Le Thi Bich Nam Vibration analysis of thick axis – symmetric laminated composite shells on elastic foundation by CEM Tuyen tap HNCH VRBD TQ lan Thu VIII, Ho Chi Minh 2013 19 Malekzadeh P, Farid M, Zahedinejad G (2008) , Three-dimensional free vibration analysis of thick cylindrical shells resting on two-parameter elastic supports, Journal of Sound and Vibration, 313, pp655–675 53 ... toán dao động tự vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi. .. số cho tốn ? ?Dao động riêng vỏ trụ trịn composite lớp chứa chất lỏng tiếp xúc với đàn hồi. ” 15 Chương DAO ĐỘNG CỦA VỎ TRỤ TRÒN COMPOSITE LỚP CHỨA CHẤT LỎNG VÀ TIẾP XÚC VỚI NỀN ĐÀN HỒI Trong chương... chưa có nghiên cứu dao động vỏ trụ tròn Composite lớp chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi Vì vậy, nghiên cứu vỏ trụ trịn Composite lớp chứa chất lỏng đồng thời tiếp xúc với đàn hồi vấn