Phân tíh uốn và dao động ủa kết ấu tấm omposite lượn sóng

Vấn đề đặt ra là: tấm lượn sóng được quy đổi về tấm phẳng trực hướng có cùng kích thước chiều dài, chiều rộng, độ dày và có độ cứng màng, độ cứng uốn tương đương.. Có hai cách tiếp cận v

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Phân tích uốn dao động kết cấu composite lượn sóng Tác giả luận văn: Nguyễn Đình Ngọc Khóa: 2009 Người hướng dẫn: GS TS TRẦN ÍCH THỊNH Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài Tấm, vỏ composite loại kết cấu phổ biến, thường sử dụng thân, vỏ tàu thủy, thân, vỏ máy bay v.v Để tăng thêm độ cứng vững cho loại kết cấu người ta tạo gân, tạo loại hình lượn sóng Vấn đề đặt là: lượn sóng quy đổi phẳng trực hướng có kích thước chiều dài, chiều rộng, độ dày có độ cứng màng, độ cứng uốn tương đương Có hai cách tiếp cận quy đổi lượn sóng mơ hình phẳng trực hướng Cách tiếp cận thứ nhất, Seydel [27] quy đổi lượn sóng hình sin mơ hình phẳng trực hướng kể đến độ cứng uốn tương đương mà không kể đến độ cứng màng tương đương Cách tiếp cận thứ 2, Briassoulis [5] quy đổi lượn sóng kim loại phẳng trực hướng có kể đến độ cứng màng độ cứng uốn tương đương Các tác giả Khúc Văn Phú, Lê Văn Dân [3], Lê Văn Dân [12], Đào Huy Bích [13] mở rộng cách tiếp cận Seydel cho vật liệu composite (chỉ xét độ cứng uốn tương đương) để tính dao độ ng ([3, 12]) ổn định ([13]) Tuy nhiên, mở rộng cách tiếp cận Briassoulis cho vật liệu composite chưa có cơng nghiên cứu cơng bố Vì vậy, luận văn mở rộng cách tiếp cận Briassoulis [5] cho vật liệu composite để giải toán uốn dao động cho lượn sóng hình sin b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Nội dung luận văn tập trung vào giải toán uốn toán dao động tự composite lớp, lượn sóng hình sin cách quy đổi lượn sóng hình sin phẳng trực hướng có độ cứng màng độ cứng uốn tương đương Sau đó, hai tốn uốn toán dao động tự giải phương pháp giải tích Các kết thu so sánh với kết số giải PTHH (ANSYS) 1706674943901d0097643-b1bc-4c05-bf6c-cb611cf3594a 1706674943901ffbcfe16-e9ab-4186-9957-4ca72110a632 1706674943900d0f714b0-4c7e-4e79-80a4-bd35e853c2ad Đối tượng phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu mỏng nhiều lớp, lớp vật liệu composite đồng phương Tấm có dạng lượn sóng hình sin Phạm vi nghiên cứu chữ nhật, toán tĩnh xét đến tính tốn độ võng, dao động dao động đàn hồi tuyến tính c) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Dưới kết đạt Xây dựng hệ thức độ cứng màng độ cứng uốn tương đương cho composite lượn sóng hình sin Từ đó, thiết lập hệ phương trình tĩnh học phương trình dao động cho lượn sóng hình sin Tìm lời giải số chịu uốn chịu điều kiện biên khác chịu liên kết lề cạnh, ngàm cạnh, cạnh ngàm – cạnh lề Tìm lời giải số cho tốn dao động tự composite lượn sóng hình sin với điều kiện biên khác Đã đánh giá ảnh hưởng tỷ số H/ℓ đến việc sử dụng mơ hình phẳng trực hướng lượn sóng hình sin Mơ hình phẳng trực hướng tỷ số H/ℓ < 0.3 Đặc biệt H/ℓ = 0.33, với cách tiếp cận [5] cho vật liệu composite (có kể đến độ cứng uốn độ cứng màng quy đổi) sai số kết tính tần số riêng giải tích ANSYS chấp nhận (10.6%) Các kết nghiên cứu luận văn công bố Trần Ích Thịnh, Nguyễn Đình Ngọc Phân tích dao động composite lớp lượn sóng , Tuyển tập báo cáo Hội nghị Cơ học toàn quốc, Thái Nguyên, 2010 trang 747 d) Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết e) Kết luận Sai số kết tính tốn độ võng cho tốn uốn tần số dao động riêng cho toán dao động giải phương pháp giải tích giải ANSYS sở đánh giá mức độ xác mơ hình Lu  c s Khoa hc MỤC LỤC TRANG BÌA PH i DANH M C CÁC KÝ HI U DANH M C CÁC B NG .5 DANH M C CÁC HÌNH V -  TH M U  14  LÝ THUY T TM COMPOSITE NHIU LP 14 1 Nghiên c  u tng quan 14 1.2 C s lý thuyt t m composite nhi u l p 16  27  2.1 Tn sóng hình sin mơ hình tm phng tr 2.2 Quan h ng x c c a tm composite lp có d n sóng hình sin 2.3 c tn sóng 2.4 Gii tốn un t m composite có hình d  n sóng hình sin 34 2.4.1 ng h p tm chu liên kt b n l bn cnh (B4) 34  ng hp tm chu liên kt bn l hai cnhngàm hai c nh (B2 N2  ng hp tm chu liên kt ngàm bn c nh (N4) 2.5 Kt qu  tính tốn 40 2.5.1 Kim tra mơ hình tính cho tm kim lo n sóng hình sin 40 2.5. võng c a tn sóng hình sin 2.6 Kt lu 56 Trang Lu  c s Khoa hc  59  NG T DO T N SÓNG ng t n sóng 3.2 Ging t ca tm composite có hình d 3.2.1ng h p tm có liên kt bn l bn c  nh (B4) 60  ng hp tm có liên kt bn l hai c nhngàm hai cnh (B2N2) 3 ng hp tm có liên kt ngàm bn cnh (N4) 65 3.4 Kt qu  tính tốn 68 3.4.1 Kim tra mơ hình tính cho tm kim lo n sóng 68 3.4.ng t c a tn sóng 3.4.3 Nhn xét 75 3.5 ng ca t s  76 3.4 Kt lu 77 KT LU N CHUNG 80 CÁC V C N NGHIÊN C U VÀ PHÁT TRIN 81 TÀI LIÊU THAM KH O 82 Trang Lu  c s Khoa hc DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU a Chiu dài c a tm b Chiu rng c a tm  Aij  Ma tr  cng màng ca tm composite phng [Aij*] Ma tr  cng màng ca tm composite phng  [Dij] Ma tr  cng un tm composite phng [Dij*] Ma tr cng ca tm composite phng    A*ij  Ma tr  cng màng ca tm kim loi phng   Aij  Ma tr  cng màng ca tm kim loi phng  D*ij  Ma tr  cng un ca tm kim lo i phng   Dij  Ma tr  cng un ca tm kim lo i phng Eij  i kéo, nén Gij  t  ij H s Poisson c a vt liu h Chiu dày tm Trang Lu  c s Khoa hc H  n sóng l N c sóng k  cong c ng trung hòa p(x, y) Ti tr ng un tác dng lên tm u, v, w Các thành phn chuyn v    u0 , v0, w0 Các thành phn chuyn v   z z ti mt phng trung bình ca tm (1, 2, 3)   a lp vt vt liu (x, y, z)  a h quy chiu t ng th [Qij] Ma tr  cng thu gn h (1, 2, 3)  Qij'  Ma tr  cng thu gn h x, y, z x ,  y ,  xy,  xz,  yz Các thành phn bin dng h t x, y, z  0x ,  y ,  xy,  xz,  yz Các thành phn bin dng ti mt trung bình ca tm h t x, y, z N x , N y, Nxy Các lc màng M x , M y , Mxy Các mô men un xo n PTHH Phn t hu hn Trang Lu  c s Khoa hc DANH MỤC CÁC BẢNG Bng 2.1 Chuyn v ca tm kim lo  n sóng hình sin dc theo chi u trc y (t v trí x = 0.9m) 42 Bng 2.2 Chuyn v ca tm kim lo  n sóng hình sin dc theo chi u trc x (t v trí y = 0.9m) 43 Bng 2.3 Chuyn v ca tm kim lo  n sóng hình sin dc theo chi u trc x (t v trí y = 0.9m) 44 Bng 2.4 Chuyn v ca tm kim lo  n sóng hình sin dc theo chi u trc y (t v trí x = 0.9m) 45 Bng 2.5 Chuyn v ca tm composiste0/-45 [45 0/-45 0/450] dc theo chi u trc x (ti v trí y = 0.45m) 47 Bng 2.6 Chuyn v ca tm composiste0/-45 [45 0/-45 0/450] dc theo chi u trc y (ti v trí x = 0.45m) 49 Bng 2.7 Chuyn v ca tm composiste0/-45 [45 0/-45 0/450] dc theo chi u trc x (ti v trí y = 0.45m) 50 Bng 2.8 Chuyn v ca tm composiste0/-45 [45 0/-45 0/450] dc theo chi u trc y (ti v trí x = 0.45m) 52 Bng 2.9 Chuyn v ca tm composiste0/-45 [45 0/-45 0/450] dc theo chi u trc x (ti v trí y = 0.45m) 53 Bng 2.10 Chuyn v ca tm composiste 0/-45 [45 0/-45 0/45 0] dc theo chi u trc y (ti v trí x = 0.45m) 55 Bng 3.1 Tn s ng riêng ca tm kim lon sóng, B4 (Hz) Bng Tn s ng riêng c a tm kim lon sóng, N4 (Hz) Bng 3.3 Tn s ng riêng c a tn sóng, B4 (Hz)         Bng 3.6  ng cn tn s u tiên Trang Lu  c s Khoa hc Bng 3.7 So sánh tn s    tích ca tác gi [3] 77 Trang Lu  c s Khoa hc DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Hình 1.1  tm nhiu lp 16 Hình 2.1 Tm n sóng vt ling (1) mơ hình thc (2) mơ hình tr    Hình 2.2 T n sóng hình sin Hình 2.3 T n sóng hình sin làm bng vt ling Hình 2.4 võng c a tm d ng tâm c Hình 2.5 võng c a tm d ng tâm c Hình 2.6  võng c a tm kim lo n sóng hình sin d   trng tâm ca tm 44 Hình 2.7  võng c a tm kim lo n sóng hình sin d   trng tâm ca tm .45 Hình 2.8 T n sóng hình sin Hình 2.9  võng ca t  n sóng hình sin d  trng tâm ca tm 48 Hình 2.10  võng ca t  n sóng hình sin d   qua tr ng tâm c a tm 49 Hình 2.11  võng ca t  n sóng hình sin d   qua tr ng tâm c a tm 51 Hình 2.12  võng ca t  n sóng hình sin d   qua tr ng tâm c a tm 52 Hình 2.13  võng ca t  n sóng hình sin d   qua tr ng tâm c a tm 54 Hình 2.14  võng ca t  n sóng hình sin d   qua tr ng tâm c a tm 55 Hình 3.1 T n sóng hình sin, vt ling Hình 3.2 T n sóng hình sin Trang Lu  c s Khoa hc Hình 3.3 Bn d u tiên ca t  cnh bn l 72 Hình 3.4 Bn d u tiên ca t  ngàm cnh  bn l cnh .74 Trang