Trường hợp panel chịu lực nén dọc trục

3.1.5. Một số kết quả tính toán

3.1.5.4. Trường hợp panel chịu lực nén dọc trục

Xét panel trụ FGM tựa tự do trên tất cả các cạnh chịu tải nén đều dọc trục cường độ Px (Pascal) trên các cạnh cong x0,a. ảnh hưởng của các tham số vật liệu và hình học lên ứng xử ổn định phi tuyến của các panel trụ FGM chịu tải nén dọc trục được minh hoạ trong các hình 3.17-3.20 và bảng 3.2.

Bảng 3.2. Tải vồng rẽ nhánh Pxb (GPa) của panel trụ FGM chịu nén dọc trục ( /b h50, /b a1.0, ( , )m n (1,1),   0, T 0).

k /a R0.2 /a R0.3 /a R0.4 /a R0.5

0 0.3714 (0.3657) a 0.5626 (0.3963) 0.8303 (0.4391) 1.1746 (0.4942) 1 0.2646 (0.2564) 0.4045 (0.2788) 0.6005 (0.3102) 0.8524 (0.3505) 5 0.2145 (0.2126) 0.3202 (0.2334) 0.4683 (0.2571) 0.6586 (0.2875) a Kết quả tính toán cho trường hợp b a/ 0.5

Hỡnh 3.17 và bảng 3.2 chỉ ra rằng tải tới hạn và cỏc đường cong độ vừng - tải trọng giảm khi k tăng, tức là khi tỷ lệ thể tích của thành phần kim loại tăng. Thêm vào đó, ứng xử hóp của các panel và sự nhạy với tính không hoàn hảo của panel khi chịu nộn dọc trục, tức là nếu cú tớnh khụng hoàn hảo ban đầu thỡ panel sẽ vừng tiếp khi có tải nén và không có hiện tượng vồng rẽ nhánh, và điều này khác với các panel không hoàn hảo chịu áp lực ngoài đã xét ở trên. Các panel trụ hoàn hảo trải qua một hiện tượng hóp ngay lập tức với cường độ đo bằng sự chênh lệch giữa tải vồng tới hạn (giao điểm của các đường nét liền với trục tải trọng) với tải cực tiểu, trong khi các panel không hoàn hảo xảy ra hiện tượng hóp chậm mà cường độ đo bằng sự chênh lệch giữa các tải cực đại và cực tiểu trên đường cong P Wx( ). Hơn nữa, hình 3.17 cũng cho thấy cường độ của hóp có xu hướng giảm khi k tăng và dường như các tải cực tiểu của các panel trụ hoàn hảo và không hoàn hảo rất gần nhau, điều này cho thấy mặc dù các panel giàu ceramic kháng nhiệt tốt hơn nhưng

lại gặp bất lợi khi chịu nén dọc trục vì cường độ hóp mạnh trong khi ceramic lại khá giòn.

Hình 3.17. ảnh hưởng của chỉ số klên

sự ổn định của các panel FGM chịu nén. Hình 3.18. ảnh hưởng của tỷ số /b hlên sự ổn định của các panel FGM chịu nén.

Hình 3.18 chỉ ra xu hướng giảm của các tải tới hạn và khả năng mang tải của các panel trụ FGM chịu nén khi tỷ số /b h tăng. Hình 3.19 khảo sát ảnh hưởng của tỷ số cạnh panel /a b lên tải tới hạn và khả năng mang tải sau tới hạn của panel FGM. Có thể thấy rằng, mặc dù các panel với tỷ số /a b nhỏ có tải vồng lớn hơn nhưng ứng xử sau vồng của chúng là không ổn định mà trải qua một hiện tượng hóp tương đối khắc nghiệt. Ngược lại, các panel với /a b lớn tuy bị vồng sớm hơn nhưng ứng xử sau vồng là tương đối ổn định do độ thoải của nó cao hơn.

Hình 3.19. ảnh hưởng của tỷ số a b/ lên sự ổn định của các panel FGM chịu nén.

Hình 3.20. ảnh hưởng của tỷ số a R/ lên sự ổn định của các panel FGM chịu nén.

Hình 3.20 chỉ ra ảnh hưởng của độ cong lên ứng xử vồng và sau vồng của các panel trụ FGM chịu nén dọc trục. Có thể thấy rằng khi độ cong /a R tăng mặc dù tải nén tới hạn của các panel trụ FGM tăng lên nhưng các đường cong sau tới hạn của các panel này lại rất không ổn định và panel trải qua một hiện tượng hóp rất khắc nghiệt khi /a R lớn. Ngược lại, do cấu hình tương đối thoải (gần với tấm), các panel với độ cong nhỏ ( /a R0.2) có khả năng mang tải tốt hơn khi W h/ đủ lớn (miền sâu của ứng xử sau vồng) và các đường cân bằng phi tuyến tương đối ổn định, không có hóp, mặc dù các panel này bị vồng sớm hơn.

Hình 3.21 phác hoạ các ảnh hưởng của điều kiện ràng buộc trên các cạnh lên ứng xử ổn định phi tuyến của các panel trụ FGM dưới lực nén dọc trục. Trong hình này, các đường cân bằng phi tuyến của các panel với tất cả các cạnh tựa tự do (trường hợp (1)) được vẽ trong sự so sánh với các đường cong khi hai cạnh thẳng

0,

y b tựa cố định (trường hợp (3)). Hình này chỉ ra rằng trong khi các panel trụ hoàn hảo trong trường hợp (1) trải qua một ứng xử rẽ nhánh các trạng thái cân bằng với các đường cân bằng không đối xứng qua trục Px và không ổn định (mà có hiện tượng hóp) tức là panel vẫn không bị vồng cho tới khi tải nén đạt tới hạn thì các panel trụ hoàn hảo trong trường hợp (3) trình diễn một ứng xử đơn điệu tăng trong độ vừng ra phớa ngoài và khụng xảy ra sự vồng rẽ nhỏnh. Thờm vào đú, khi cỏc cạnh thẳng bị ngăn cản dịch chuyển, ảnh hưởng của tính không hoàn hảo trong hình dáng ban đầu lên ứng xử của panel là rất mờ nhạt.

Hình 3.21. ảnh hưởng của sự ràng buộc cạnh lên ứng xử của panel FGM chịu

nén.

Hình 3.22. ảnh hưởng của k lên ứng xử của panel FGM chịu nhiệt độ tăng đều

(các cạnh IM).

ứng xử này của các panel với hai cạnh thẳng y0,b tựa cố định được giải thớch là cỏc phản lực trờn cỏc cạnh thẳng làm cho panel vừng ra phớa ngoài (độ vừng õm) do tớnh cong của panel và độ vừng này tiếp tục tăng đơn điệu khi cú sự tỏc dụng của tải nén dọc trục.