(Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

68 8 0
(Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG PHÂN TÍCH DAO ÐỘNG TỰ DO TẤM VẬT LIỆU FGM CÓ VẾT NỨT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP XCSDSG3 MÃ SỐ: T2013 – 04GVT SKC004312 Tp Hồ Chí Minh, tháng - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG DÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TỰ DO TẤM VẬT LIỆU FGM CÓ VẾT NỨT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP XCS-DSG3 Mã số: T2013 – 04GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Bích Liễu TP HỒ CHÍ MINH - 02/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG DÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TỰ DO TẤM VẬT LIỆU FGM CÓ VẾT NỨT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP XCS-DSG3 Mã số: T2013 – 04GVT Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Bích Liễu TP HỒ CHÍ MINH - 02/2014 i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỞ ĐẦU I Mở đầu II Sơ lược tình hình nghiên cứu Tình hình nghiên cứu tác giả nước Tình hình nghiên cứu tác giả nước III Tính cấp thiết IV Mục tiêu nhiệm vụ V Đối tượng phạm vi nghiên cứu VI Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu 1.2 Cơ sở lý thuyết 1.2.1 Giới thiệu vật liệu phân lớp chức 1.2.2 Dạng yếu phương trình chủ đạo phương pháp PTHH cho FGM8 1.2.3 Phương pháp độ lệch trượt 12 1.2.4 Phần tử CS-DSG3 15 1.2.5 Cơ sở phương pháp PTHH mở rộng XFEM 17 1.2.5.1 Ý tưởng phương pháp 17 ii 1.2.5.2 Phương pháp xác định loại phần tử mở rộng 23 1.3 Cơng thức tính tốn FGM theo CS-DSG3 25 1.4 Thuật tốn phân tích dao động tự FGM có vết nứt CS-DSG328 1.5 Sơ đồ khối 29 CHƯƠNG 2: VÍ DỤ SỐ 31 2.1 Giới thiệu 31 2.2 Mô hình tốn 31 2.2.1 Tấm FGM có vết nứt cạnh 31 2.2.2 Tấm FGM có vết nứt 34 KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hình học FGM hệ quy chiếu Hình 1.2: Quan hệ Vc z/t Hình 1.3: Phần tử tam giác nút 10 Hình 1.4: Phần tử tam giác nút hệ tọa độ địa phương 13 Hình 1.5: Ba tam giác nhỏ (∆1 , ∆ , ∆3 ) tạo từ phần tử 1-2-3 CS-DSG3 cách kết nối điềm trọng tâm O với ba nút phần tử 1, 2, 16 Hình 1.6: Mơ hình vết nứt với nút làm giàu XFEM 18 Hình 1.7: Vectơ tiếp tuyến es pháp tuyến đơn vị en với đường nứt trơn đường nứt thắt nút 20 Hình 1.8 Hệ trục tọa độ địa phương đỉnh vết nứt 21 Hình 1.9: (a) Vết nứt trùng với lưới phần tử; (b) Vết nứt cách lưới phần tử đoạn ε 22 Hình 1.10 Phần tử chứa nút hữu có vết nứt cắt ngang 22 Hình 1.11 Định nghĩa hàm levelset 23 Hình 1.12 Quy ước dấu 24 Hình 1.13 Vectơ tiếp tuyến es pháp tuyến đơn vị en xây dựng từ x* 24 Hình 1.14 Minh họa việc chia nhỏ phần tử làm giàu cạnh, phần tử làm giàu đỉnh thành tam giác nhỏ quy trình chuyển tọa độ điểm Gauss từ tam giác nhỏ phần tử tam giác lớn 27 Hình 1.15: Số lượng vị trí điểm Gauss sử dụng loại phần tử khác phương pháp XCS-DSG3 28 iv Hình 2.1: a)Tấm chữ nhật FGM tựa đơn có vết nứt cạnh 29 b) Tấm vng có vết nứt rời rạc thành 60x60 phần tử tam giác 29 Hình 2.2: Dạng dao động sáu mode đầu có vết nứt phương pháp XCS-DSG3 …32 Hình 2.3: Tấm đầu ngàm SUS304/Si3N4 có vết nứt 33 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Đặc trưng vật liệu FGMs 32 Bảng 2: So sánh tần số dao động tự nhiên Frq Al/ Al2O3 tựa đơn (a/b = 1, a/h = 10, yc/a = 0.5, d/a = 0.5) 33 Bảng 3: So sánh tần số dao động tự nhiên Frq Al/ZrO2 tựa đơn 33 Bảng 4: Tần số dao động Frq SUS304/Si3N4 35 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA XD&CHUD Tp HCM, ngày 20 tháng năm2014 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Phân tích dao động vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS-DSG3 - Mã số: T2013-04GVT - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Thị Bích Liễu - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 14 tháng Mục tiêu: - Sử dụng phương pháp rời rạc lệch trượt trơn dựa cạnh cho phần tử tam giác nút (CS-DSG3) kết hợp với phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng XFEM gọi chung phương pháp XCS-DSG3 để phân tích dao động tự có vết nứt làm vật liệu chức có tính biến đổi theo chiều dày (tấm FGM) Tính sáng tạo: - Kết hợp hai phương pháp XFEM CS-DSG3 cho phần tử tam giác nút đời phương pháp XCS-DSG3 có hiệu đáng kể so với XFEM DSG - Vật liệu FGM có vết nứt Kết nghiên cứu: - Đề nghị mơ hình phân tích tốn FGM có vết nứt - Xây dựng chương trình tính tốn ngơn ngữ lập trình Matlab - Kiểm tra chương trình tính so sánh kết số với số báo quốc tế công bố Sản phẩm: Bài báo tên chấp nhận đăng thuộc tạp chí Khoa học công nghệ (các trường đại học kỹ thuật), mã số 13-345 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Báo cáo khoa học - Tạp chí nước Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) 34 Bảng so sánh tần số dao động ba mode hai trường hợp FGM có vết nứt cạnh phương pháp XCS-DSG3 phương pháp S Natarajan (2011) [5], C.S Huang (1972) [10] (ở bảng tài liệu) Các kết cho thấy phù hợp nghiệm XCS-DSG3 nghiệm tham khảo, thể độ tin cậy phương pháp đề xuất Hình 2.2 trình bày mode dao động ứng với sáu tần số phương pháp XCS-DSG3 Kết cho thấy hình dạng dao động phù hợp với dạng dao động vật lý thật có vết nứt (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 2.2 Dạng dao động sáu mode đầu FGM có vết nứt phương pháp XCS-DSG3; (a) Mode 1; (b) Mode 2; (c) Mode 3; (d) Mode 4; (e) Mode 5; (f) Mode 35 2.2 Tấm FGM có vết nứt Xét toán dao động tự FGM đầu ngàm với thông số chiều dài chiều rộng a,b; chiều dày t Vết nứt có chiều dài d, cách biên khoảng yc hình 2.3 Tấm làm từ vật liệu SUS304/Si3N4 với thông số bảng a d b yc t Hình 2.3: Tấm SUS304/Si3N4 có vết nứt Trong ví dụ này, ảnh hưởng chiều dài vết nứt d/a, số gradient n tần số không thứ nguyên Frq đưa bảng Bảng 4: Tần số dao động Frq SUS304/Si3N4 Chỉ số Gradien n 10 36 Từ kết bảng 4, nhận thấy chiều dài vết nứt tăng lên tần số dao động riêng giảm Điều chảy dẻo cục dẫn đến giảm tần số dao động riêng Mặt khác số n tăng tần số dao động Frq giảm Lý n tăng thể tích thành phần Si3N4 giảm, độ cứng trở nên nhỏ Kết dẫn đến tần số tự nhiên giảm 37 KẾT LUẬN I Giới thiệu Trong chương 2, số ví dụ số thảo luận so sánh với nghiên cứu khác có liên quan, kết cho thấy độ tin cậy nghiên cứu Tại ví dụ đó, vài nhận xét thảo luận rút kết luận hữu ích cho tốn phân tích dao động Chương đưa số kết luận chung hướng phát triển đề tài tương lai II Kết luận Thông qua kết đạt được, số kết luận chung nghiên cứu rút sau: Kết luận  Do áp dụng kỹ thuật làm trơn dựa phần tử phương pháp CS-FEM nên phương pháp CS-DSG3 khắc phục nhược điểm phương pháp DSG3 cải thiện đáng kể độ xác nghiệm  Bên cạnh đó, sử dụng phần tử tam giác ba nút nên việc xây dựng mơ hình phần tử dễ dàng đơn giản việc tính toán  Trong nghiên cứu này, phương pháp đường đồng mức (level-set) XFEM sử dụng, lưới phần tử hữu hạn rời rạc cách độc lập với vết nứt mà không cần rời rạc tương thích với vết nứt Để tính tốn ma trận độ cứng phần tử từ hàm xấp xỉ chuyển vị, phần tử CS-DSG3 sử dụng để tính tốn cho phần tử khơng có vết nứt qua Tuy nhiên, với phần tử cắt ngang vết nứt phần tử chứa đỉnh vết nứt, phần tử CS-DSG3 38 bổ sung tương ứng hàm làm giàu bất liên tục hàm suy biến X-FEM Kết số từ việc áp dụng phương pháp XCS-DSG3 so sánh với lời giải tham khảo chứng minh tính xác hiệu phương pháp đề xuất Kiến nghị Mặc dù nghiên cứu đạt số kết trình bày cịn nhiều vấn đề chưa nghiên cứu Vì vậy, đề xuất số hướng nghiên cứu để phát triển tương lai:  Phát triển cho tốn vỏ có vết nứt phương pháp XCS-DSG3  Đề tài đề cập đến dao động tự FGM có vết nứt, ta mở rộng cho tốn động lực học FGM có vết nứt chịu tác động tải trọng  Mở rộng cho vết nứt có dạng tốn lan truyền vết nứt 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bachene M, Tiberkak R, Rechak S (2009) Vibration analysis of cracked plates using the extendedfinite element method Arch Applied Mechanics, 79, pp 249-262 Bletzinger K U, Bischoff M, Ramm E (2000) A unified approach for shear-locking free triangular and rectangular shell finite elements Computers and Structures, 75, pp 321–334 Belytschko T, Black T (1999) Elastic Crack Growth in Finite Element with minimal Remeshing International Journal for numerical methods in Engineering, 45: 601-620 Dolbow J, N Moes, T Belytschko (2000) Modeling fracture in Mindlin – Reissner plates with the extended finite element method International Journal of Solids and Structures, 37: 7161-7163 Huang C.S, O.G McGee III, M.J Chang (2011) Vibrations of cracked rectangular FGM thick plates Composite Structures, 93: 1747-1764 Hosseini-Hashemi Sh, H Rokni Damavandi Taher, H Akhavan, M Omidi (2010) Free vibration of functionally graded rectangular plates using firstorder shear deformation plate theory Applied Mathematical Modelling, 34: 1276-1291 Lyly M, Stenberg R, Vihinen T, (1993) A stable biliear element for the Reissner – Mindlin plate model Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering; 110:343 – 357 Liu G R, Nguyen Thoi Trung (2010) Smoothed Finite Element Methods CRC Press, Taylor and Francis Group, NewYork Nguyen-Xuan H, L.V Tran, T Nguyen-Thoi, H.C Vu-Do (2011) Analysis of functionally graded plates using an edge-based smoothed finite element method Composite Structures, 93: 3019-3039 10 Natarajan S, P.M Baiz, S Bordas, T Rabczuk, P Kerfriden (2011) Natural frequencies of cracked funcitnally graded material plates by the extended finite element method Composite Structures, 93: 3082-3092 11 Nguyen-Thoi T, Phung-Van P, Nguyen-Xuan H, Thai-Hoang C (2012) A cell-based smoothed discrete shear gap method using triangular elements for static and free vibration analyses of Reissner–Mindlin plates International Journal for Numerical Methods in Engineering, 91, pp 705741 40 12 Nguyễn Vĩnh Phú, “An object oriented approach to the Extended Finite Element Method with Applications to Fracture Mechanics, ” Master's thesis, EMMC-Ho Chi Minh University of Technology, Vietnam, 2005 13 Reddy J N (2006) Theory and analysis of elastic plates and shells CRC Press: Taylor and Francis Group, NewYork 41 PHỤ LỤC Code chương trình close all clc format long tic path(path,'./MeshTools') path(path,'./PlotTools') path(path,'./Crackprocessing') path(path,'./Routines') %global variables global L H t global node element elemType numnode numelem global ndof nnel global rho E nu fac Db Ds mfactor global numcrack deltaInc numstep global bcNodes edgNodes global plotmesh plotNode boundary global A B D Cs % Vat lieu FGM global tam % material and model details % Al/Al2O3 E_m=70e9; nu_m=0.3; tam rho_m=2702; % % Al/ZrO2-1 % E_m=70e9; % nu_m=0.3; % an_m=23e-6; % k_m=204; % rho_m=2707; 42 %% =========================================================== shcof = 5/6;%he so hieu chinh cat L = 1; % a H = 1; % b t = 1/10; %chieu day tam boundary = 'SS' ; %options - SS/CC % ====== MEMBRANE, BENDING, CURVATURE, SHEAR, MASS MATRIX ================= n=1; % membrane matrix A11=@(z)((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); % E/(1-v^2) A12=@(z)((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).*((E_cE_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); A66=@(z)((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(2.*(1+((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m))); a11=(quad(A11,-t/2,t/2)); a12=(quad(A12,-t/2,t/2)); a66=(quad(A66,-t/2,t/2)); A=[a11 a12 0; a12 a11 0; 0 a66]; %bending matrix B11=@(z)z.*((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); B12=@(z)z.*((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).*((E_cE_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); B66=@(z)z.*((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(2.*(1+((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m))); b11=(quad(B11,-t/2,t/2)); b12=(quad(B12,-t/2,t/2)); b66=(quad(B66,-t/2,t/2)); B=[b11 b12 0; b12 b11 0; 0 b66]; %curvature matrix D11=@(z)z.^2.*((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); D12=@(z)z.^2.*((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).*((E_cE_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(1-((nu_c-nu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m).^2); 43 D66=@(z)z.^2.*((E_c-E_m).*(1/2+z./t).^n+E_m)./(2.*(1+((nu_cnu_m).*(1/2+z./t).^n+nu_m))); d11=(quad(D11,-t/2,t/2)); d12=(quad(D12,-t/2,t/2)); d66=(quad(D66,-t/2,t/2)); D=[d11 d12 0; d12 d11 0; 0 d66]; % shear Cs=shcof*[a66 0; a66]; % mass matrix M11=@(z)(rho_c-rho_m).*(1/2+z./t).^n+rho_m; M12=@(z)z.*((rho_c-rho_m).*(1/2+z./t).^n+rho_m); M22=@(z)z.^2.*((rho_c-rho_m).*(1/2+z./t).^n+rho_m); m11=(quad(M11,-t/2,t/2)); m12=(quad(M12,-t/2,t/2)); m22=(quad(M22,-t/2,t/2)); mfactor=[m11 0 m12; m11 m12 0; m11 0; m12 m22 0; m12 0 m22]; %element detail and mesh generation elemType = 'T3' ; % nnx = 16 ; nnx = 30 ; nny = nnx ; pt1 = [0 0]; pt2 = [L 0]; pt3 = [L H]; pt4 = [0 H]; [node,element] = meshRectangularRegion(pt1,pt2,pt3,pt4,nnx,nny,elemType) ; numnode = size(node,1) ; numelem = size(element,1); % break nnel = ;% number of node per element ndof = ; % dof of node %identify boundary nodes uln = nnx*(nny-1)+1 ; urn = nnx*nny ; 44 lrn = nnx ; lln = ; cln = nnx*(nny-1)/2+1 ; rightEdge = [lrn:nnx:(uln-1); (lrn+nnx):nnx:urn ]' ; leftEdge = [ uln:-nnx: (lrn+1); (uln-nnx):-nnx:1 ]' ; topEdge = [ uln:1: (urn-1); (uln+1):1:urn ]' ; botEdge = [ lln:1:(lrn-1); (lln+1):1:lrn ]' ; botNodes = unique(botEdge) ; rightNodes = unique(rightEdge) ; topNodes = unique(topEdge) ; leftNodes = unique(leftEdge) ; bcNodes = {botNodes rightNodes topNodes leftNodes} ; edgNodes = {botEdge rightEdge topEdge leftEdge} ; %crack properties % xCr(1).coor =[-0.1 0.5; % 0.51 0.5]; xCr(1).coor =[-0.1 0.5; 0.49 0.5]; deltaInc = ; numstep = 1; numcrack = size(xCr,2) ; % - Plot mesh and check before proceeding plotmesh = 'YES' ; plotNode = 'no' ; if( strcmp(plotmesh,'YES') ) plotNode='no' ; xd = node(:,1); yd = node(:,2) ; plotMesh(node,element,elemType,'b-',plotNode); title(' Domain discretized with finite elements') end % Tim tam cua tam giac for i=1:numelem sctr = element(i,:); end N=size(node,1); Ne=max(size(element)); tam=zeros(Ne,2); for i=1:Ne if iscell(element)==0 sctr=element(i,:); nnel=length(sctr); 45 else sctr=element(i); nnel=length(element(i)); end x=node(sctr,1); y=node(sctr,2); xx=sum(x,1)/nnel; yy=sum(y,1)/nnel; tam(i,:)=[xx yy]; end %% Enrdomain = [ ] ; tipElem = [ ] ; splitElem = [ ] ; vertexElem = [ ] ; %loop over number of steps of crack growth for ipas = 1:numstep %find elements within a small region [Enrdomain] = crackDetect(xCr,ipas,tipElem,splitElem,vertexElem,Enrdomain) ; %find type of element: tip, split, vertex [typeElem,elemCrk,tipElem,splitElem,vertexElem,xTip,xVertex,enrichNode]= nodeDetect(xCr,Enrdomain) ; %plot mesh with crack and enriched nodes plotCrack(xCr,enrichNode,plotmesh); %initialize stiffness matrix, force vector %each split node is enriched by ONE function, H(x) %each tip node is enriched by FOUR functions, B_i(x), i=1,2,3,4 %total dof = numnode*ndof + numsplitnode*1*ndof + numtipnode*4*ndof split = ; tip = ; for k=1:size(xCr,2) split = split + size(find(enrichNode(:,k) == 2), 1); % tong so nut lam giau theo ham Heaviside (loai 2) tip = tip + size(find(enrichNode(:,k) == 1),1 ) ; end totalUnknown = numnode*ndof + split*1*ndof + tip*4*ndof ; K = sparse(totalUnknown,totalUnknown) ; M = sparse(totalUnknown,totalUnknown) ; % -%stiffness matrix computation pos = posi(xCr,numnode,enrichNode) ; [K,M] = kmXFEM(enrichNode,elemCrk,typeElem,xTip,xVertex, splitElem,tipElem,vertexElem,pos,xCr,K,M) ; 46 % % % % % % %apply boundary condition [K,M] = bcApplyPlate(K,M) ; %non-dimensionalize the stiffness matrix ak = full(K) ; am = full(M) ; [eigVec,eigVal]=eig(ak,am) ; %% MODIFIED bcdof=bc_condition(bcNodes,boundary); [eigVal,eigVec]=eigens(K,M,bcdof) ; %non-dimensionalize the frequencies eigVal =sqrt(eigVal); eigVal = diag(eigVal*(H^2/t)*sqrt(rho_c/E_c)); numModes = ; [eigV,ii] = sort(real(eigVal)) ; ii = ii(1:numModes) ; for i=1:numModes Freq(i) = eigV(end,i); end Freq1 = Freq break %mode shape id = ii(1:numModes) for i=1:length(id) U = eigVec(:,id(i)) scale = ; z = U(3:5:5*numnode-2)*scale ; XYZ = [node(:,1),node(:,2),z] figure(i+1) clf; hold on plotMesh(XYZ,element,elemType,'b-',plotNode); view(20,150) end 47 save DuLieu eigVec eigVal node element numelem numnode plotNode elemType typeElem splitElem tipElem elemCrk pos id end ... thực tương tự cách làm toán phẳng XFEM Moes, Dolbow Belytschko (1999) 1.4 Thuật toán phân tích dao động tự FGM có vết nứt XCSDSG3 Phân tích dao động tự FGM có vết nứt phương pháp XCS- DSG3 thực... 2011) giải tốn phân tích dao động dày FGM có vết nứt cạnh dựa vào lý thuyết biến dạng cắt bậc Reddy sử dụng phương pháp Ritz (S Natarajan, 2011) phân tích dao động FGM có vết nứt phương pháp phần... ỨNG DỤNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG DÀNH CHO GIẢNG VIÊN TRẺ PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TỰ DO TẤM VẬT LIỆU FGM CÓ VẾT NỨT SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP XCS- DSG3 Mã số: T2013 – 04GVT Chủ nhiệm đề tài:

Ngày đăng: 29/12/2021, 05:46

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1: Sơ đồ hình học tấm FGM và hệ quy chiếu - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.1.

Sơ đồ hình học tấm FGM và hệ quy chiếu Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hình1.3: Phần tử tam giác ba nút - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.3.

Phần tử tam giác ba nút Xem tại trang 23 của tài liệu.
Hình 1.4: Phần tử tam giác 3 nút và hệ tọa độ địa phương - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.4.

Phần tử tam giác 3 nút và hệ tọa độ địa phương Xem tại trang 27 của tài liệu.
Hình1.5. Ba tam giác nhỏ (∆ 1, ∆ 2, ∆ 3) được tạo từ phần tử 1-2-3 trong CS-DSG3 bằng cách kết nối điềm trọng tâm O với ba nút phần - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.5..

Ba tam giác nhỏ (∆ 1, ∆ 2, ∆ 3) được tạo từ phần tử 1-2-3 trong CS-DSG3 bằng cách kết nối điềm trọng tâm O với ba nút phần Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 1.6. Mô hình vết nứt với nút làm giàu trong XFEM. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.6..

Mô hình vết nứt với nút làm giàu trong XFEM Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 1.7. Vectơ tiếp tuyến es và pháp tuyến đơn vị en với đường nứt trơn và đường nứt thắt nút. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.7..

Vectơ tiếp tuyến es và pháp tuyến đơn vị en với đường nứt trơn và đường nứt thắt nút Xem tại trang 38 của tài liệu.
nhất được chỉ trong hình 1.7. Tại x* ta xây dựng một vectơ tiếp tuyến es và pháp tuyến đơn vị en ứng với đường nứt. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

nh.

ất được chỉ trong hình 1.7. Tại x* ta xây dựng một vectơ tiếp tuyến es và pháp tuyến đơn vị en ứng với đường nứt Xem tại trang 39 của tài liệu.
Ở hình 1.9a, khi vết nứt trùng với lưới phần tử thì nút c và nút d không được làm giàu bằng hàm bất liên tục Heaviside, còn các nút a và b được làm giàu bằng hàm bất liên tục Heaviside - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

h.

ình 1.9a, khi vết nứt trùng với lưới phần tử thì nút c và nút d không được làm giàu bằng hàm bất liên tục Heaviside, còn các nút a và b được làm giàu bằng hàm bất liên tục Heaviside Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 1.9. (a) Vết nứt trùng với lưới phần tử; (b) Vết nứt cách lưới phần tử một đoạn - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.9..

(a) Vết nứt trùng với lưới phần tử; (b) Vết nứt cách lưới phần tử một đoạn Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 1.11. Định nghĩa về hàm levelset. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.11..

Định nghĩa về hàm levelset Xem tại trang 41 của tài liệu.
Như vậy, dựa vào hình 1.12 có thể mô tả đường vết nứt và đỉnh vết nứt theo hai hàm khoảng cách như sau - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

h.

ư vậy, dựa vào hình 1.12 có thể mô tả đường vết nứt và đỉnh vết nứt theo hai hàm khoảng cách như sau Xem tại trang 42 của tài liệu.
Hình1.12. Quy ước dấu của φ (x), ψ (x). - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.12..

Quy ước dấu của φ (x), ψ (x) Xem tại trang 42 của tài liệu.
Hình 1.14. Minh họa việc chia nhỏ phần tử được làm giàu cạnh, và phần tử được làm giàu đỉnh thành 3 và 5 tam giác nhỏ và quy trình chuyển tọa độ điểm Gauss từ - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.14..

Minh họa việc chia nhỏ phần tử được làm giàu cạnh, và phần tử được làm giàu đỉnh thành 3 và 5 tam giác nhỏ và quy trình chuyển tọa độ điểm Gauss từ Xem tại trang 46 của tài liệu.
Hình 1.15. Số lượng và vị trí các điểm Gauss được sử dụng trong các loại phần tử khác nhau bằng phương pháp XCS-DSG3. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Hình 1.15..

Số lượng và vị trí các điểm Gauss được sử dụng trong các loại phần tử khác nhau bằng phương pháp XCS-DSG3 Xem tại trang 47 của tài liệu.
2.2 Mô hình bài toán - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

2.2.

Mô hình bài toán Xem tại trang 50 của tài liệu.
Bảng 1: Đặc trưng vật liệu FGMs - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Bảng 1.

Đặc trưng vật liệu FGMs Xem tại trang 51 của tài liệu.
Bảng 2: So sánh tần số dao động tự nhiên Frq của tấm Al/Al2O3 tựa đơn (a/b = 1, a/h = 10, yc/a = 0.5, d/a = 0.5) - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Bảng 2.

So sánh tần số dao động tự nhiên Frq của tấm Al/Al2O3 tựa đơn (a/b = 1, a/h = 10, yc/a = 0.5, d/a = 0.5) Xem tại trang 52 của tài liệu.
Bảng 2 và 3 so sánh tần số dao động của ba mode đầu tiên của hai trường hợp tấm FGM có vết nứt ở cạnh bằng phương pháp XCS-DSG3 và bằng các phương pháp của S - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

Bảng 2.

và 3 so sánh tần số dao động của ba mode đầu tiên của hai trường hợp tấm FGM có vết nứt ở cạnh bằng phương pháp XCS-DSG3 và bằng các phương pháp của S Xem tại trang 54 của tài liệu.
như chỉ trong hình 2.3. Tấm được làm từ vật liệu SUS304/Si3N4 với các thông số ở bảng 1. - (Đề tài NCKH) phân tích dao động tự do tấm vật liệu FGM có vết nứt sử dụng phương pháp XCS DSG3

nh.

ư chỉ trong hình 2.3. Tấm được làm từ vật liệu SUS304/Si3N4 với các thông số ở bảng 1 Xem tại trang 55 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan