Tính toán độ bền và độ ổn định của kết cấu tấm vỏ composite lớp có xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm

Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội _ trÇn minh tú tính toán độ bền độ ổn định kết cấu tấm, vỏ composite lớp có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm Luận án tiến sĩ kỹ thuật Hà nội - 2006 Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội _ trần minh tú tính toán độ bền độ ổn định kết cấu tấm, vỏ composite lớp có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm Chuyên ngành: Cơ học ứng dụng Mà số: - 01 - 01 LuËn ¸n tiÕn sÜ kü tht Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: PGS TS TrÇn ích Thịnh PGS TS Lê Ngọc Thạch Hà nội - 2006 Céng hßa x· héi chđ nghÜa ViƯt nam §éc lËp - Tù - H¹nh - Lời cam đoan Tôi tên là: Trần Minh Tú Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội ngày 15 tháng năm 2006 Người cam đoan Trần Minh Tú Lời cảm ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Trần ích Thịnh PGS TS Lê Ngọc Thạch đà tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi động viên thường xuyên để hoàn thành luận án Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể thầy cô Bộ môn Cơ học vật liệu & Kết cấu - Trường Đại học Bách khoa Hà nội, thầy cô đồng nghiệp Bộ môn Sức bền Vật liệu, Khoa Xây dựng, Ban Giám hiệu - Trường Đại học Xây dựng đà quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ tận tình suốt thời gian học tập nghiên cứu Tác giả trân trọng cảm ơn thành viên Seminar Cơ học - Đại học KHTN- Đại học Quốc gia Hà nội đà cho nhiều ý kiến đóng góp có giá trị cho nội dung luận án Xin trân trọng cảm ơn tập thể cán Trung tâm Đào tạo Sau đại học, Phòng thí nghiệm - Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polymer - Trường đại học Bách khoa Hà nội đà tạo điều kiện giúp đỡ trình hòan thành luận án Xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, thành viên gia đình, đến vợ đà động viên hỗ trợ suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả Mục lục Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Mục lục Mở đầu Chương Tổng quan nghiên cứu độ bền ổn định kết cấu tấm, vỏ vật liệu composite líp 1.1 Giíi thiƯu vỊ vËt liƯu composite 1.1.1 Vật liệu tăng cường 1.1.2 Vật liệu 1.2 Phân tích học kết cấu composite lớp 1.2.1 Nghiên cứu ứng xử học kết cÊu b»ng vËt liƯu composite líp 1.2.1.1 Lý thut tÊm nhiỊu líp cỉ ®iĨn 1.2.1.2 Lý thut biÕn dạng cắt bậc 1.2.1.3 Lý thuyết biến dạng cắt bậc cao 1.2.2 Nghiên cứu ổn định c¸c kÕt cÊu b»ng vËt liƯu composite líp 10 12 1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm 13 1.2.4 Nghiên cứu học vật liệu composite nước 14 Chương Xác định thùc nghiƯm c¬ tÝnh cđa vËt liƯu composite thđy tinh/epoxy thủy tinh/polyester 2.1 Đặt vấn đề 19 2.2 Thí nghiÖm kÐo 2.2.1 ThÝ nghiÖm kÐo däc 20 2.2.2 ThÝ nghiƯm kÐo ngang 21 2.2.3 ThÝ nghiƯm kÐo lƯch trơc 21 2.2.4 MÉu thÝ nghiÖm kÐo 22 2.3 ThÝ nghiÖm nÐn 2.3.1 MÉu h×nh trơ 23 2.3.2 MÉu h×nh hép chữ nhật 24 2.4 Phương pháp xác định tính lớp vật liệu composite đồng phương thí nghiệm kÐo lƯch trơc mÉu vËt liƯu composite líp 2.4.1 Ph­¬ng pháp xác định số vật liệu lớp composite đồng phương 24 2.4.2 Phương pháp xác định ứng suất phá hủy lớp composite đồng phương 28 2.5 Máy thí nghiệm thiết bị đo 2.5.1 Máy thí nghiệm 29 2.5.2 Các thiết bị đo 2.5.2.1 Cảm biÕn ®iƯn trë 30 2.5.2.2 Extensometer 30 2.5.2.3 Laser Extensometer 31 2.6 Thí nghiệm xác định tính vật liƯu composite líp 2.6.1 Mơc ®Ých thÝ nghiƯm 32 2.6.2 VËt liƯu thÝ nghiƯm 33 2.6.3 Chn bÞ mÉu 34 2.6.4 Thí nghiệm xác định độ ngậm ẩm 34 2.6.5 Thí nghiệm xác định số vật liệu, độ bền phá hủy, biến dạng phá hủy composite cốt vải vµ "mat" thđy tinh/epoxy vµ thđytinh/polyester 2.6.5.1 ThÝ nghiƯm kÐo vËt liƯu composite cèt v¶i thđy tinh/epoxy 37 2.6.5.2 ThÝ nghiƯm kÐo vËt liƯu composite cèt "mat" thđy tinh/epoxy 41 2.6.5.3 ThÝ nghiƯm kÐo vËt liƯu composite cèt v¶i vµ "mat" vµ thđy tinh/polyester 42 2.6.5.4.ThÝ nghiƯm nÐn vËt liƯu composite cèt v¶i thđy tinh/epoxy 45 2.6.5.5.ThÝ nghiƯm nÐn vËt liƯu composite cèt "mat" thđy tinh/epoxy 47 2.6.5.6 ThÝ nghiệm nén vật liệu composite cốt vải "mat" thđy tinh/polyester KÕt ln ch­¬ng 49 51 Ch­¬ng Tính toán kết cấu vỏ composite lớp chịu uốn có xét đến ảnh hưởng nhiệt - ẩm 53 3.1 Xây dựng phương trình quan hệ nội lực-biến dạngcho vật liệu composite lớp theo mô hình chuyển vị bậc cao có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ ®é Èm 3.1.1 Tr­êng chun vÞ 54 3.1.2 Tr­êng biÕn dạng 3.1.2.1.Trường biến dạng không kể đến ảnh hưởng nhiệt-ẩm 55 3.1.2.2.Trường biến dạng gây nhiệt độ độ ẩm 57 3.1.2.3.Trường biến dạng có xét ®Õn ¶nh h­ëng nhiƯt-Èm 58 3.1.3 Tr­êng øng st 58 3.1.4 Trường nội lực 59 3.2 Một số mô hình ngậm ẩm vật liệu composite lớp 3.2.1 Mô hình định luật Fick 62 3.2.2 Mô hình số 62 3.2.3 Mô hình bậc 63 3.2.4 So sánh trường ứng suất phân tố composite độ ẩm gây nên theo mô hình ngậm ẩm khác 64 3.3 ThuËt to¸n PTHH tÝnh to¸n kÕt cÊu tÊm vỏ composite lớp chịu tác dụng đồng thời tải trọng học nhiệt độ - độ ẩm 3.3.1 Các biểu thức PTHH - vec tơ biến dạng 68 3.3.2 Ma trận độ cứng phần tử 70 3.3.3.Phần tử chịu tác dụng đồng thời tải trọng, nhiệt độ độ ẩm 3.3.3.1 Biểu thức biến dạng đàn hồi 71 3.3.3.2 Công ngọai lực phân bố-Biểu thức toàn phần 72 3.3.4 Hệ phương trình PTHH 73 3.3.5 Phần tử tứ giác, đẳng tham số nút 73 3.3.6 Tích phân số 77 3.3.7 Ma trËn chun ®ỉi hƯ täa ®é 3.3.7.1 Hệ tọa độ địa phương- Hệ tọa độ tổng thể 78 3.3.7.2 Ma trận chuyển đổihệ toạ độ 79 3.3.8 Ghép nối ma trận độ cứng tổng thể- Vec tơ lùc nót tỉng thĨ 80 3.4 KÕt qu¶ sè cho kết cấu vỏ chịu uốn 3.4.1 Lựa chọn lưới phần tử 81 3.4.2 Kiểm tra độ tin cậy thuật toán chương trình tính 83 3.4.3 Bài toán mảnh vỏ trụ chịu uốn tải trọng học, nhiệt độ độ ẩm 86 3.4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng mô hình ngậm ẩm 87 3.4.3.2 ảnh hưởng suy giảm số vật liệu lớp composite thủy tinh/epoxy 3.4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng đồng thời độ ẩm nhiệt độ 89 92 3.4.3.4 Khảo sát ảnh hưởng kích thước, số lớp, cấu hình điều kiện biên 3.4.3.5 Kiểm tra bền Kết luận chương 94 98 101 Chương Tính toán ổn định đàn hồi kết cấu vỏ composite lớp có kể đến ảnh hưởng nhệt độ độ ẩm 4.1 Đặt vấn đề 102 4.2 Thuật toán PTHH tính toán ổn định đàn hồi kết cấu vỏ composite lớp 4.2.1 Phương trình ổn định kết cấu vỏ 104 4.2.2 Ma trận độ cứng phần tử 4.2.2.1 Ma trận độ cứng tuyến tính phần tử 107 4.2.2.2 Ma trận độ cứng hình học 108 4.2.2.3 Ma trận độ cứng hình học lực nhiệt ẩm 112 4.2.2.4 Vec tơ tải phần tử 112 4.2.3 Các bước giải toán ổn định đàn hồi kÕt cÊu tÊm, vá 4.3 KÕt qu¶ sè 4.3.1 KiĨm tra độ tin cậy thuật toán chương trình tính 113 114 115 4.3.2.Bài toán ổn định đàn hồi mảnh vỏ trụ composite lớp chịu nén mặt trung bình, có xét đến ảnh hưởng nhiệt độ ®é Èm 4.3.2.1 ¶nh h­ëng cđa ®é ngËm Èm 118 119 4.3.2.2 ảnh hưởng suy giảm sè vËt liƯu líp composite thđy tinh/epoxy vµ thđy tinh/polyester 121 4.3.2.3 ảnh hưởng đồng thời nhiệt-ẩm góc đặt cốt 121 4.4 Xác định lực tới hạn tÊm composite b»ng thùc nghiƯm 4.4.1 Mơc ®Ých thÝ nghiƯm 123 4.4.2 vËt liƯu vµ kÝch th­íc mÉu 124 4.4.3 Mô tả đồ gá thí nghiệm 124 4.4.4 Tiến hành thí nghiệm 124 4.4.5 Kết thực nghiệm 128 Kết luận chương 131 Chương Nghiên cứu ứng dụng vật liệu composite thủy tinh/epoxy vào 132 mặt cầu liên hợp thép-composite cầu đường sắt vượt đường 5.1 Giới thiệu cầu chui Gia lâm - Hà nội 133 5.2 Kết cấu mặt cầu liên hợp thép-composite 134 5.3 Tính toán mặt cầu thép-composite 5.3.1 Sơ đồ tính toán 135 5.3.2 Mô hình phần tử hữu hạn mặt cầu liên hợp thép-composite 5.3.3 Kết tính toán 137 140 Kết luận chương 149 Kết luận chung 150 Các công trình tác giả đà công bố liên quan đến luận án 153 Tài liệu tham khảo 154 147 1d Kiểm tra bỊn theo thut bỊn Tsai-Wu KiĨm tra bỊn cho tÊm composite mặt tiếp xúc composite thép Tại hai nút nguy hiểm (có giá trị thành phần ứng suất pháp lớn nhất) nút A(sè thø tù nót lµ 3682) vµ nót B(sè thø tự nút 11808) (hình 5.4), xác định đợc thành phần ứng suất hệ trục lớp vật liệu (bằng ANSYS) Độ bền kéo, nén, cắt tõng líp vËt liƯu thay ®ỉi theo ®é ngËm Èm lớp đợc tra từ bảng B2.1-B2.2 (phụ lục 2) Các hệ số bền tính theo (3.68), từ sè bỊn Kb theo Tsai-Wu tÝnh theo (3.67) t¹i hai nút A B cho bảng dới đây: Nút σ [MPa] σ [MPa] σ [MPa] σ 12 [MPa] σ 13 [MPa] σ 23 [MPa] Kb 3682(A) -31.048 11808(B) -16.1377 -33.546 -97.239 -0.125 0.3052 0.2051 0.83 -17.5566 -54.2577 -0.0233 0.2576 0.1876 0.72 Tr−êng hỵp 2: Trong trờng hợp này, ta giả thiết số vật liệu lớp vật liệu composite thủy tinh/epoxy không thay đổi (giữ nguyên nh cha ngậm ẩm m0=0%) độ ngậm ẩm tăng Hình ảnh biến thiên trờng chuyển vị, trờng ứng suất mặt tiếp xúc tÊm thÐp vµ tÊm composite h»ng sè vËt liƯu không thay đổi đợc biểu diễn hình vẽ H5.3-H5.6 (phụ lục 5) Độ võng [mm] Hằng số giảm Hằng số không đổi -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 260 520 780 1040 1300 1560 1820 2080 2340 2600 Khoảng cách [mm] Hình 5.21 Độ võng mặt cắt composite 148 Đồ thị biến thiên độ võng ứng suất z mặt cắt tÊm composite hai tr−êng hỵp: h»ng sè vËt liƯu suy giảm số vật liệu không đổi đợc biểu diễn hình 5.21 5.22 Sigma_z [MPa] Hằng số v.l giảm Hằng số v.l không đổi 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 260 520 780 1040 1300 1560 1820 2080 2340 2600 Khoảng cách [mm] Hình 5.22 Thành phần ứng suất z mặt cắt composite Nhận xét: Bằng chơng trình ANSYS đà tính toán đợc trờng chuyển vị trờng ứng suất composite thủytinh/epoxy phủ mặt cầu với số vật liệu đà suy giảm composite ngậm ẩm (hằng số vật liệu xác định thực nghiệm chơng 2) Từ trờng ứng suất đợc tính toán, kiĨm tra bỊn theo thut bỊn Tsai-Wu cho mét sè điểm nguy hiểm Kết cho thấy, điểm (A B), với tải trọng đà cho thỏa mÃn điều kiện bền Đồ thị 5.25 5.26 cho thấy xét đến suy giảm số vật liệu độ võng lớn tăng 12,3% so víi coi h»ng sè vËt liƯu lµ số; thành phần ứng suất pháp z (thành phần ảnh hởng tới tợng tách lớp) mép ngàm tăng 23%, z giảm 7,3% 149 Kết luận chơng Kết cấu mặt cầu liên hợp thép-composite, ray đặt trực tiếp (không có tà vẹt) kết cấu mới, lần đà đợc đa vào ứng dụng ngành đờng sắt Việt Nam cầu chui Gia lâm - Hà Nội Kết cấu mặt cầu liên hợp thép-composite vừa đợc phân tích tơng đối phức tạp, thể dạng hình học phần tử (1D dầm, 3D thép Composite), thuộc tính vật liệu (đẳng hớng thép đẳng hớng ngang Composite) Bằng dạng phần tử thích hợp, kết cấu đà đợc mô hình hóa phân tích phần mềm ANSYS với kết phong phú tin cậy Từ kết trờng chuyển vị, trờng ứng suất thu đợc, so sánh hai trờng hợp tính toán với số vật liệu không đổi suy giảm cã thĨ kÕt ln: tÝnh to¸n víi c¸c h»ng sè vËt liƯu suy gi¶m vËt liƯu composite ngËm Èm sát thực tế cho độ an toàn cao Lớp composite lớp thủy tinh/epoxy phủ mặt cầu vừa có chức bảo vệ, vừa góp phần chịu lực cho kết cấu mặt cầu Với tải trọng đà cho, kết cấu đủ bền trình làm việc Công trình cầu đà hoàn thành Tàu đà chạy thực tế cho thấy: Cầu chắn, kết cấu hợp lý, kiểu dáng đẹp, phù hợp kiến trúc cảnh quan khu vực Kết cấu đà giảm đợc chiều cao kiến trúc cầu, nâng cao đợc khổ tĩnh không dới cầu giải đợc vấn đề ô nhiễm môi trờng mà cầu cũ không đáp ứng đợc 150 Kết luận chung Từ kết nghiên cứu đà trình bày chơng ln ¸n cã thĨ rót mét sè kÕt ln sau: Đà tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định độ ngậm ẩm tính số vật liệu composite lớp đợc sử dụng phổ biÕn ë n−íc ta: composite cèt v¶i thđytinh/epoxy, composite cèt vải thủytinh/polyester, composite cốt mat thủytinh/epoxy composite cốt mat thủytinh/polyester Luận án đÃ: Xác định đợc độ ngậm Èm cđa mÉu vËt liƯu composite theo thêi gian ng©m nớc tinh khiết (7 ngày, 14 ngày, ,1 tháng, tháng, tháng) Kết cho thấy độ ngậm ẩm vật liệu composite thủy tinh/epoxy mạnh so víi vËt liƯu composite thđy tinh/polyester cïng thêi gian ngâm nớc Xác định đợc tính lớp vật liệu composite cốt sợi đồng phơng, mat thủy tinh/epoxy vµ thđy tinh/polyester b»ng thÝ nghiƯm kÐo vµ nÐn lƯch trục mẫu vật liệu composite nhiều lớp cốt vải, mat thủy tinh điều kiện bình thờng (nhiệt độ độ ẩm phòng) điều kiện ẩm ớt (ngâm nớc tinh khiết sau khoảng thời gian xác định) Các số vật liệu (E1, E2, G12, 12), độ bỊn ph¸ hđy kÐo, nÐn (Xk, Yk, Xn, Yn, T) lớp composite sợi đồng phơng mat thủy tinh/epoxy thủy tinh/polyester giảm độ ngậm ẩm tăng lên Kết cho thấy số nghiên cứu phân tích tĩnh động kết cÊu b»ng vËt liƯu composite, viƯc coi c¸c h»ng sè vật liệu không thay đổi môi trờng cha phản ánh sát thực tế Các số liệu thực nghiệm chøng tá ®é bỊn cđa vËt liƯu composite thđy tinh/epoxy lớn composite thủy tinh/polyester Vì thế, với kết cấu thiên chịu lực thờng sử dụng 151 vật liệu composite thủy tinh/epoxy, kết cấu chịu nớc thờng lùa chän vËt liƯu composite thđy tinh/polyester ƒ KÕt qu¶ thực nghiệm cho thấy: số vật liệu, độ bền kéo nén khác hai lọai vật liệu composite cốt sợi đồng phơng cốt "mat" Vì vậy, tính toán kết cấu composite cần phải phân biệt rõ vùng chịu kéo vùng chịu nén để kiểm tra bền cho phù hợp Đây đặc điểm khác biệt vật liƯu composite so víi c¸c vËt liƯu trun thèng kh¸c Trên sở lý thuyết chuyển vị bậc ba không đầy đủ Reddy, với mô hình ngậm ẩm biến thiên tuyến tính theo tọa độ chiều dày có xét đến suy giảm số vật liệu môi trờng ẩm ớt (sự xâm nhập nhiệt độ đợc coi số), luận án đà xây dựng thuật toán PTHH chơng trình máy tính viết ngôn ngữ lập trình MATLAB để tính toán độ bền ổn định kết cấu tấm, vỏ composite lớp có xét đến nhiệt độ độ ẩm Độ tin cậy thuật toán chơng trình tính đà đợc khẳng định qua việc so sánh số kết luận án với kết tính toán sẵn có số tác giả kh¸c: Phan, Reddy, Kant, Pagano, Ghosh, (nh−ng sư dơng lý thuyết kinh điển, lý thuyết biến dạng cắt bậc lý thuyết bậc cao với phơng ph¸p tÝnh kh¸c nhau) ƒ TÝnh to¸n bỊn cho kÕt cÊu tÊm vµ vá composite nhiỊu líp thđy tinh/epoxy vµ thủy tinh/polyester với tính đà đợc xác định thực nghiệm, chịu uốn tải trọng vuông góc với mặt trung bình môi trờng nhiệt-ẩm Kết đợc so sánh với mô hình ngậm ẩm số - mô hình thờng đợc nhiều tác giả sử dụng phân tích học kết cấu, cho thấy việc sử dụng mô hình ngậm ẩm tuyến tính phù hợp với qui luật thực tế hơn, có độ an toàn cao Khác với số nghiên cứu khác, luận án đà xét đến suy giảm số vật liệu độ ngậm ẩm tăng lên, trờng ứng suất nhận đợc khác biệt đáng kĨ so víi coi c¸c h»ng sè vËt liƯu không thay đổi Điều 152 chứng tỏ rằng, tính toán có kể đến suy giảm số vật liệu phản ánh xác ứng xử häc cđa vËt liƯu composite m«i tr−êng Èm −ít Nghiên cứu ổn định đàn hồi kết cấu tÊm vµ vá composite nhiỊu líp thđy tinh/epoxy vµ thđy tinh/polyester chịu nén dọc mặt phẳng trung bình với mô hình ngậm ẩm biến thiên nhiệt độ nh tính toán bền Độ ẩm nhiệt độ làm giảm độ ổn định kết cấu vỏ (lực tới hạn giảm) Nh vậy, xét đến suy giảm số vật liệu chịu lực nÐn cđa c¸c líp vËt liƯu tÝnh to¸n ỉn định đàn hồi kết cấu tấm, vỏ composite lớp cần thiết Đà xây dựng thực số nghiên cứu thực nghiệm ổn định đàn håi kÕt cÊu tÊm composite líp thđy tinh/epoxy vµ thđy tinh/polyester chịu nén dọc mặt trung bình Lực tới hạn xác định thực nghiệm cho composite khô (bảo quản nhiệt độ độ ẩm phòng) đà ngậm ẩm (ngâm nớc tinh khiết) đợc so sánh với lực tới hạn tính theo thuật toán chơng trình tính ổn định luận án Với sai số không lớn (tấm composite, liên kết ngàm 9%; tÊm composite, liªn kÕt khíp ≈ 14%), chøng tá độ xác qui trình thực nghiệm xác định lực tới hạn cho kết cấu kết sè theo PP PTHH VËt liƯu composite thđytinh/epoxy mµ luận án nghiên cứu đà đợc ứng dụng thành công trình tính toán, thiết kế lớp phủ mặt cầu liên hợp thépcomposite công trình đờng sắt không tà vẹt cầu đờng sắt vợt đờng (cầu chui Gia lâm - Hà nội) Đây công trình nghiên cứu cộng tác trờng ĐHBK Hà nội, Công ty Hóa vật liệu ứng dụng công nghệ mới, Công ty T vấn đầu t xây dựng đờng sắt Độ bền mặt cầu thépcomposite đà đợc tính toán, kiểm tra điều kiện tải trọng môi trờng thực tế Thành công công trình cầu chui Gia lâm đợc nhân rộng cho cầu đờng sắt bắc qua khu vực dân sinh thành phố thị xà đông dân c để giải vấn đề ô nhiễm môi trờng giảm thiểu tiếng ồn 153 Các công trình tác giả đ công bố liên quan đến đề ti luận án Trần ích Thịnh, Trần Minh Tú, "Tấm composite chịu uốn dới tác dụng đồng thời tải trọng, nhiệt độ độ ẩm" Tuyển tập Báo cáo hội nghị Kết cấu & Công nghệ Xây dựng (2000) Hà nội Trần Minh Tú, Trần ích Thịnh, Bùi Hải Lê "ổn định đàn hồi chữ nhật composite lớp dới tác dụng đồng thời tải trọng, nhiệt độ độ ẩm" Tuyển tập công trình Hội nghi Cơ học toàn quốc lần thứ VII (2002) Hà nội Trần Minh Tú, Trần ích Thịnh, "Tính toán mảnh vỏ trụ composite lớp có xét đến ảnh hởng nhiệt độ độ ẩm" Tuyển tập Báo cáo khoa học hội nghi khoa học toàn quốc lần thứ II Sự cố h hỏng công trình xây dựng (2003) Hà nội Trần Minh Tú, Trần ích Thịnh, "Tính mảnh vỏ trụ composite lớp dới tác dụng đồng thời tải trọng, nhiệt độ độ ẩm phơng pháp PTHH" Tuyển tập công trình Hội nghị khoa học toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ (2004) Đồ sơn Hải phòng Trần ích Thịnh, Trần Minh Tú, " ổn định đàn hồi vỏ trụ composite lớp có kể ®Õn ¶nh h−ëng nhiƯt - Èm theo lý thut chun vị bậc cao" Kỷ yếu Hội thảo toàn quốc "Cơ học khí cụ bay có điều khiển" lần thứ (2005) Hà nội Trần Minh Tú, Trần ích Thịnh, " Xác định thực nghiệm tính vật liệu composite thđy tinh - epoxy m«i tr−êng Èm −ít" Tạp chí Khoa học Công nghệ Tập 43, số 6, năm 2005 Trần Minh Tú, Trần ích Thịnh, Th¸i ThÕ Hïng, " øng dơng laser extensometer x¸c định thực nghiệm tính vật liệu composite cốt sợi nhựa" Tuyển tập báo cáo khoa học- Hội nghị khoa học kỹ thuật đo lờng toàn quốc lần thứ 2005NXB Khoa häc kü thuËt 154 Tμi liÖu tham kh¶o Ahmed, N.U., Basu, P.K., Higher-order Finite Element Modeling of laminated composite plates, Int J for Numer Meth Engi 37(1994) 123-139 Al-Quara, H H., Sallen, H G., Finite deflection of sandwich beams and plates by the FEM Dept Civil Eng., Univ Southampton, UK (1980) Ashton, J.E., Waddoups,M.E Analysis of anisotropic plates Journal of composite materials.3.148-165(1969) Ashton, J.E., Whitney, J N., Theory of Laminated plates Technomic Stamford Conn (1970) ASTM Standard D3410-87, Standard Test Method for Compressive Properties of Unidirectional or Crossply Fiber-Risin Composites, American Society for Testing & Materials Austin, C.D., Buckling of symetric laminated fiberglass reinforced plastic plates Master's thesis in Civil Engineering University of Pittsburgh 2003 Barbero, E J., Introduction to composite material design, Taylor&Francis Philadenphia, P.A (1988) Benkeddad, A., et al, On the trasient thermal hygroscopic stress in laminated composite plates Composite Structres 30(1995) 201-205 Berg, K., Today's Structural fiberglass reinforced plastics Structural Engineer 3(1) 44-49 2002 10 Berthelot, J.M., Composite Materials Springer-Verlag New York Inc 1999 11 Bolcu, D., Stanescu, G., Ursache, M., Theoretical and experimental study on determination of the elastic properties of the composite materials Romania Report in Phisics 56(1) 3-12(2004) 12 Budynas, R.G., Advanced Strength and Applied Stress Analysis, MacGraw- Hill Company, 1977 13 Carvelli, V., Truong Chi, T., Larosa, M S., Lomov, S V., Experimental and numerical determination of the mechanical properties of multi-axial multi-ply composites ECCM 11, June 3, 2004, Rhodes (Greece) 155 14 Chang, J-S., Leu, S-Y.,Thermal Buckling Analysis of Antisymetric Angle-Ply Laminates Based on a Higher-Order Displacement Field Composites Science and Technology 41(1991) 109-128 15 Cheng, Z Q., Batra, R.C., Thermal effect on laminated composite shells containing interfacial imperfections Composite Structures 52(2001)3-11 16 Cho, M., Kim, M-H., Efficient higher-order shell theory for laminated composites Composite Structures 34(1996) 197-212 17 Cho, M., Parmeter, R.R., An efficient higher-order plate theory for laminated composites Composite Structures 20(2), 113-119(1992) 18 Correia, F P., Soares, C M., Soares, C A., Analysis of laminated conical shell structures using higher-order models Instituto de Engenharia Mecanica Lisboa, Portugal (2001) 19 Ferreira, A J M., Barbosa, J T, Buckling behavior of composite shells Composite Structures 50(2000) 93-98 20 Ferreira, A J M., Barbosa, J T, Geometric non-linear analysis of sandwich structures 4th Int Conference on Sandwich construction Stockholm, Sweden (1998), 327-338 21 Ferreira, A J M., Fernandes, A A., Overview of approach to modeling IDMECInstituto de Engeheria Mecanica Universidade Porto-Portugal 22 Geiere, B., Meyer- Piening, H.R., Zimmermann, R., On the influence of laminate stacking on buckling of composite cylindrical shells subjected to axial compression Composites Structures 55(2002) 467-474 23 Ghosh, A K., Dey, S S., A simple finite element for the analysis of laminated plates Computers and Structures, 44 (3), 585- 593(1992) 24 Gibson, R.F., Principles of composite materials mechanics McGraw-Hill Inc.1994 25 Hyer, M.W., Stress analysis of fiber-reinforced composite materials Mac- GrawHill-International edition.1999 26 INSTRON - Use'r Manual 2001 156 27 Jiang, W., Robert, J C Analytic and finite element solutions for bending and buckling of orthotropic rectangular plates Int J Solids Structures 34-14(1997), 1797-1822 28 Kabir, H R H., Analysis of a simply supported plate with symmetric angle-ply laminations Computers and Structures 51(3), 299-307(1994) 29 Kam, T Y & Chang, R R., Buckling of shear deformable laminated composite plates Composite Struct., 22 (1992) 30 Kant, T., Pandya, B N., A simple finite element formulation of higher-order theory for unsymetrically laminated composite plates Composite Structures 52(4), 215222(1998) 31 Khdeir, A.A Stability of antisymetric angle-ply laminated plates Journal of Engineering Mechanics.115(5).952-963(1989) 32 Kim, H.S., Chattopadhyay, a., Ghosha, A., Dynamic analysis composite laminates with multiple delamination using improved layerwise theory AIAA-Journal, 41(9), 1771-1779(203a) 33 Kim, K., Voyiadjis, G Z., Buckling strength prediction of CFRP cylindrical panels using FEM Composites Part A 30(1999) 1093-1104 34 Kim, K.D., Buckling behaviour of composite panels using the FEM Composite Structures 36(1996) 33-43 35 Kozma, F & Ochoa, O O., Buckling of composite plates using shear deformable finite elements AIAA J., 24 (1986) 36 Krisna, D J., Theodore, R T., George, E B., Higher-order thermoelastic composite plate theories An analytical comparison J of Thermal Stress (1993) 37 Kwon, Y.W., Akin, J.E., Analysis of layered composite plates using a higher-order deformation theory Computers and Structures 27(5), 619-623(1987) 38 Lee, S Y., Yen, W J., Hygrothermal effect on the stability of a cylindrical composite shell panel Composites Structures 33(1989) 551-559 39 Lo, K.H., Christensen, M., Wu, E.M.: A higher-order theory of plate deformation Part 1: Homogenious plates Journal of Applied Mechanics 663-668(1977) 157 40 Lo, K.H., Christensen, M., Wu, E.M.: A higher-order theory of plate deformation Part 2: Laminated plates Journal of Applied Mechanics 669-676(1977) 41 Mawenya, A S., Davies, J.D., Finite element analysis of multilayer plates Int J Num Meth Eng 8(1974), 215-225 42 Moita, J S., Mota Soares, C M & Mota Soares, C A., Buckling and dynamic behaviour of laminated composite structures using a discrete higher-order displacement model Computers& Structures 73(1999) 407-423 43 Moita, J S., Mota Soares, C M & Mota Soares, C A., Buckling behaviour of laminated composite structures using a discrete higher-order displacement model Composite Structures 35(1996) 75-92 44 Morais, J L., Moura, M S., Xavier, J.C., In-plane mechanical behavior of a glass/epoxy composite UTAD, Quinta dos Prados, Portugal (2000) 45 MTS- RF300 and TestWork Software Use'r Manual 2002 46 Noor, A.K., Burton, W.S., A review on the analysis of laminated shells Applied Mechanical Review 43(4) 67-75(1991) 47 Noor, A.K., Burton, W.S., Assessment of computational models for multilayered composite shells Applied Mechanics Review 43(4),67-96(1990b) 48 Noor, A.K., Burton, W.S., Three-dimensional solutions for antisymetriccally laminated anisotropic plates Journal of Applied Mechanics 57(1998a),182-188 49 Pagano, N.J., Exact solutions for composite laminates in cylindrical bending Journal of Composite Materials, 3(1996),389-411 50 Pagano, N.J., Exact solutions for rectangular bidirectional composites and sandwich plates Journal of Composite Materials, 4(1970), 20-34 51 Pai, P F., A new look at shear correction factors and warping functions of anisotropic laminates Int J Solids Structures 32(1995)2295-2313 52 Pandya, B.N., Kant, T., A refined higher-order generally orthotropic C0 plate bending element Computers and Structures 28(2), 119-133(1998b) 53 Parhi, P K., Bhattachryya, S K., Sinha, P K., Hygrothermal effect on the dynamic bahaviour of multiple delaminated composite plates and shells J of Sound and Vibration (2001) 248(2), 195-214 158 54 Patel, B.P., Ganapathi, M., Makheda, D.P., Hygrothermal effect on the structural bahaviour of thick composite laminates using higher-order theory Composites Structures 56(2002)25-34 55 Phan, N.D & Reddy, J N., Analysis of laminated composite plate using a higherorder shear deformation theory Int J Numerical meth Engng, 21 (1985) 56 Pipes, R B., Vinson, J R., Chou, T W., On the hygrothermal response of laminated composite structures J Composite materials 10(1976), 129-148 57 Reddy, J N., A simple higher-order theory for laminated composite plates J Appl Mech., 51 (1984) 58 Reddy, J.N., Phan, N.D Stability and vibration of isotropic, orthotropic and laminated plates according to a higher-order shear deformation theory J Sound Vibr 98 (1985), 257-170 59 Ren., J G., Exact Solution for Laminated Shells in cylindrical bending Composites Science and Technology, 29(1987), 169-187 60 Rhower, K., Friedrich, S., Wehmeyer, C., Analyzing Laminated Structures from Fiber-Reinforced Composite Material - An Assessment Technische Mechanik, Bad 25,Heft 1(2005),59-70 61 Rhower, K., Rolfes, R., Stress analysis of laminatad structures from fiberreinforced composite material Paper 1-3, 4th International Congress on Computational Mechanics and Simulation, Kanpur, India (2004) 62 Rikards, R., Chate., A., Analysis for buckling and vibrations of composite stiffened shells and plates Composite Structures 51(2001)361-370 63 Sai Ram, K.S., Sreedhar Babu, T, Buckling of laminated composite shells under transverse load Composite Structures 55(2002) 157-168 64 Savithri, S., Varadan, T.K., Accurate bending analysis of laminated orthotropic plates AIAA-Journal, 28(10) 1842-1844(1990) 65 Savithri, S., Varadan, T.K., Laminated plates under uniformly distributed and concentrated loads Journal of Aplied Mechanics, 59(1992) 211-214 66 Seal, A., Bose, N R., Dalui, S K., Mukhopadhyay, A K., Mechanical properties of glass polymer multilayer composite Bull Mater Sci 24(2) 197-201(2001) 159 67 Singh, G & Rao, Y V., Buckling of composite plates using simple shear flexible finite elements Composite Struct., 11 (1989) 293-308 68 Smith, M and Griffiths, D.V., Programing the finite element method John Wiley& Sons, Chichester, 3rd edition, 1998 69 Soares, C A., Soares, C.M., Correia, F., Computational Mechanics for 21- Century Chapter 9-165-185 Saxe-Coburg Publication, Edinburg, U.K 2000 70 Swaddiwudhipong, S , Liu, Z S., Response of laminated composite plates and shells Composite Structures 37(1), 21-32,1997 71 Tenyson, R.C., Buckling of laminated cylinders: a review Composites 6(1975), 1722 72 Timarci, T., Aydogdu, M., Buckling of symetric cross-ply square plates with various boundary conditions Composite Structures 68(2005), 381-389 73 Timoshenko, S.P., Theory of elastic stability, MacGraw-Hill, New York, 1961 74 Tolson, S., Zabaras, N., Finite Element Analysis of progressive failure in laminated composite plates Computers &Structures 38(3), 361-376(1991) 75 Ugural, A.C., Stress in plates and shell Mac-Graw-Hill-International edition 1999 76 Veres, I A., Kollar, L P Buckling of rectangular orthotropic plates subjected to biaxial normal forces J of Composite materials 35(7)-(2001) 625-635 77 Vinson, J.R., The Behavior of Shell Composed of Isotropic and Composite Material Kluwer Academic Publishers 1993 78 Whitney, J M., Pagano, N J., Shear deformation in heterogeneous anisotropic plates Journal of applied mechanics 37(1970), 1031-1036 79 Yildiz, H., Sarikanat, M., Finite-element analysis of thick composite beam and plates Composites Science and Technology 61(2001)1723-1727 80 Zienkiewicz, O.C., The Finite Element Method McGraw-Hill Book Co.(1977) 81 Đào Huy Bích Lý thuyết đàn hồi NXb ĐHQG Hà nội 2003 82 Đào Huy Bích, Vũ Khắc Bảy Tính toán phi tuyến vỏ trụ composite lớp Tuyển tập công trình khoa học Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VI Hà nội 1999 160 83 Đào Huy Bích, Vũ Khắc Bảy, Đào Văn Dũng, Trần ích Thịnh, Phạm Chí Vĩnh Tính toán vỏ trụ composite lớp lợn sóng Tạp chí học 9(3) 1997 84 Nguyễn TiÕn Dịng øng xư c¬ häc cđa vËt liƯu composite nhựa cốt sợi dới tác dụng tải trọng môi trờng Luận án tiến sĩ kĩ thuật 1998 85 Nguyễn Văn Đạt Nghiên cứu kết cấu hợp lý hệ thống hệ máy tàu cá vỏ composite to¸n chèng rung LuËn ¸n TiÕn sÜ kü thuËt 2005 86 Phạm Tiến Đạt Nghiên cứu tóan tĩnh ®éng kÕt cÊu vá composite nhiỊu líp Ln ¸n TiÕn sĩ kĩ thuật 1998 87 Phạm Tiến Đạt, Nguyễn Thị Giang Nghiên cứu tính composite lớp có xét đến ảnh hởng biến dạng nhiệt độ ẩm Tuyển tập công trình Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VII Đồ sơn 2004 88 Phan Hiếu Hiền, Phơng pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu NXB Nông nghiệp TP HCM 2001 89 Phạm Tiến Đạt, Khúc Văn Phú Giải toán composite lớp có xét đến yếu tố phi tuyến hình học Tuyển tập công trình Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VII Đồ sơn 2004 90 Ngô Nh Khoa Mô hình hóa tính toán số vật liệu, kết cấu composite lớp Luận án tiến sĩ kĩ thuật 2002 91 Nguyễn Xuân Lạc Phơng pháp nghiên cứu khoa học ĐHBK Hà nội 2004 92 Hoàng Xuân Lợng, Phạm Tiến Đạt Thuật toán tính vỏ composite lớp có xét đến yếu tố phi tuyến hình học Tuyển tập công trìnhkhoa học Hội nghị học toàn quốc lần thứ VII.Hà nội 2002 93 Hoàng Xuân Lợng, Phạm Tiến Đạt Nghiên cứu tính tóan composite nhiều lớp phơng pháp số Tuyển tập công trình khoa học, Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ IV Hà nội.1994 94 Hoàng Xuân Lợng, Phan Anh Tuấn, Đoàn Lan Phơng Nghiên cứu khả ổn định vỏ composite lớp tròn xoay Tuyển tập công trình Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VII Đồ sơn 2004 161 95 Khúc Văn Phú, Phạm Tiến Đạt Tính toán phi tuyến composite lớp có gân gia cờng Kỷ yếu Hội thảo tòan quốc Cơ học Khí cụ bay có điều khiển lần thứ Hà nội 2005 96 Tống Đình Quì, Giáo trình xác suất thống kê NXB ĐHQG Hà nội 2004 97 Nguyễn Văn Thân, Trần ích Thịnh, Nguyễn Tiến Dũng ảnh hởng môi trờng hóa học đến tính số vật liệu tự nhiên dùng để chế tạo vật liệu composite Tuyển tập công trình khoa học, Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ IV Hà nội 1994 98 Trần ích Thịnh Vật liệu composite-Cơ học kết cấu Nhà xuất Giáo dục 1994 99 Trần ích Thịnh, Ngô Nh Khoa Bài toán bền vật liệu composite lớp chịu tác dụng học nhiệt độ theo lý thuyết chuyển vị bậc cao Tuyển tập công trình khoa học hội nghị Kết cấu & Xây dựng tòan quốc Hà nội 2000 100 Trần ích Thịnh, Ngô Nh Khoa Mô hình hóa ứng xử học composite dày, nhiều lớp nhờ trờng chuyển vị bậc cao Tuyển tập công trình khoa học, Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VI Hà nội 1999 101 Trần ích Thịnh, Ngô Nh Khoa Phân tích học composite nhiều lớp Tuyển tập công trình khoa học, Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ V Hà nội 1997 102 Trần ích Thịnh, Ngô Nh Khoa Phân tích dao động composite lớp có kể đến ảnh hởng môi trờng nhiệt - ẩm Tuyển tập công trình Hội nghị học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VII Đồ sơn 2004 103 Phạm Thị Toan Nghiên cứu đặc trng hiệu vật liệu composite ứng dụng tính toán vỏ Luận án tiến sĩ kĩ thuật 2000 104 Nguyễn Minh Tuấn Nghiên cứu tính toán kết cấu vá composite líp Ln ¸n tiÕn sÜ kÜ tht 1997 ... 101 Ch­¬ng Tính toán ổn định đàn hồi kết cấu vỏ composite lớp có kể đến ảnh hưởng nhệt độ độ ẩm 4.1 Đặt vấn đề 102 4.2 Thuật toán PTHH tính toán ổn định đàn hồi kết cấu vỏ composite lớp 4.2.1... cha xét đến ảnh hởng nhiệt độ độ ẩm tác nhân có ảnh hởng đáng kể đến ổn định kết cấu composite lớp 1.2.3 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt đô độ ẩm Nghiên cứu ảnh hởng môi trờng mà chủ yếu nhiệt độ độ ẩm. .. vấn đề nghiên cứu: " Tính toán độ bền độ ổn định kết cấu tấm, vỏ composite lớp có xét đến ảnh hởng nhiệt độ độ ẩm" Nội dung luận án gồm: - Xác định độ ngËm Èm cđa vËt liƯu composite lãp thđy tinh/epoxy