Phân tích ổn định và động lực phi tuyến của vỏ trống cơ tính biến thiên theo lý thuyết biến dạng trượt bậc cao

MỤC TIEU CUA LUẬN ÁN

- Phân tích ồn định tĩnh vỏ trống FGM dưới tác dụng của tai cơ, tải nhiệt. Cụ thể là xỏc định tải tới hạn và biộu thức liờn hệ tải — độ vừng nhằm phõn tớch ứng xử. Cụ thê là xác định tải tới hạn động, biểu thức của tần số đao động tự do tuyến tính, các đường cong biên độ — tần số và biên độ — thời gian nhằm phân tích ứng xử động lực của vỏ.

ĐểI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIấN CỨU

- Về tương tác giữa vỏ và nên đàn hôi: liên kêt giữa vỏ và nên luôn tôn tại cả trong bài toán tĩnh và bài toán động. Mô hình nên đàn hôi được sử dụng trong luận án là mô hình Pasternak. - Về lực: vỏ chịu lực nén dọc trục, áp lực ngoài phân bô đêu, tải xoăn hoặc tải nhiệt.

- Về lý thuyết vỏ: luận án sử dụng lý thuyết biến dạng trượt bậc ba có tính đến tính phi tuyến hình học von kármán được phát triển bởi Reddy và Liu [74] (TSDT).

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THUC TIEN CUA LUẬN AN

Các kết quả nghiên cứu có thể góp phần nâng cao chuyên môn, phục vụ giảng day và sử dụng làm tài liệu tham khảo cho những người nghiên cứu về 6n định và dao động của tắm, vỏ.

TONG QUAN

Lĩnh vực công nghiệp hàng không vũ trụ: Vật liệu FGM được sử dụng dé chế tạo các thiết bị như các thành phần động cơ tên lửa day, cấu trúc giàn tau vũ trụ, tam trao đổi nhiệt và một số cấu trúc như gương phản xạ, tắm pin mặt trời, vỏ máy ảnh, bánh tuabin, lớp phủ tuabin, nắp mũi, cạnh đầu tên lửa và tàu con thoi. Hơn nữa, những nghiên cứu về ảnh hưởng của sự phân bồ vật liệu, độ không hoàn hảo hình dáng, thông số hình học, tính phi tuyến hình học, nền đàn hồi, gân gia cường và vết nứt lên đáp ứng của các kết cầu FGM cũng đã được thực hiện. Những vấn đề chính được quan tâm nghiên cứu về ứng xử cơ học của các kết cau FGM trong thời gian gần đây được tổng hợp lại trong các phần đưới đây, trong đó sự phân chia các chủ đề chỉ mang tính tương đối.

Một vài nghiên cứu theo hướng này có thé kế ra như sau: Shariyat và Alipour [80] đã tính toán đáp ứng tĩnh của tam, vỏ trụ và vỏ nón làm bằng vật liệu P-FGM chịu tải là áp lực ngoài và lực cắt trên bề mặt. Sử dụng lý thuyết tắm bậc ba, dạng nghiệm Navier và phương pháp phan tử hữu han, Reddy [75] đã tiến hành một nghiên cứu về ảnh hưởng của sự phân bố các thành phan vật liệu trong FGM lên đáp ứng tĩnh của tam chịu tải nhiệt và tải cơ. Đề xác định tải tới hạn trong các bài toán về 6n định động lực của các kết cấu tắm vỏ, các tiêu chuẩn thường được sử dụng là tiêu chuẩn Kleiber-Kotula-Saran và tiêu chuẩn Budiansky-Roth, trong đó tiêu chuẩn Budiansky-Roth thường được sử dụng cho các trường hợp kết cấu chịu tải tăng theo thời gian như tăng tuyến tính hoặc.

Sử dụng phương pháp truyền sóng (wave propagation method), dựa trên lý thuyết vỏ Flugge (Flugge shell theory), Li [55] đã thực hiện các tính toán dao động của vỏ trụ FGM chứa day chat lỏng. Bài toán dao. động của vỏ trụ FGM được nghiên cứu bởi Sofiyev và Kuruoglu [88] sử dụng lý. thuyết vỏ mỏng. Lý thuyết vỏ bậc cao cũng được các nhà nghiên cứu sử dụng trong việc tính toán dao động của vỏ FGM. toán dao động biên độ lớn của vỏ trụ FGM và panel FGM. Trong các nghiên cứu của Shen [82] và Shen và Wang [84], các tác giả đã sử dụng hai mô hình tính toán các đặc trưng hiệu dụng của vật liệu FGM là mô hình Voigt và mô hình Mori-Tanaka, họ. phát hiện thay hai mô hình vật liệu này cho kết quả tính toán tương đồng về tan số. dao động của vỏ trụ và panel trụ FGM. Vấn đề dao động của các kết cấu tắm vỏ FGM cũng nhận được sự quan tâm. của các nhà khoa học trong nước. Dũng và Thiêm [41] tính toán dao động của vỏ nón FGM được gia cường bởi hệ thống gân dọc và gân vòng. Quân và Đức [73] nghiên cứu dao động của vỏ trụ FGM sử dụng HSDT. Vấn dé về dao động của các kết cầu FGM cũng được trình bày. Phân tích dao động và ỗn định kết cau có dạng vỏ trống. Van dé dao động và ôn định của vỏ trống đã được nghiên cứu từ rất sớm. McElman đều làm việc cho NASA. Langley Research Center — trung tâm nghiên cứu hang không cua Hoa Ky) là những. - Bước 3: lập trình dé phục vu mục dich so sánh số kiểm nghiệm sự tin cậy của các công thức lý thuyết, khảo sát số nhằm tìm ra những đặc trưng trong ứng xử ổn định của vỏ trống FGM, từ đó giúp ích cho các nhà thiết kế tạo ra các kết cấu an toàn.

NET 3, =EFUIN =F), (2.19)