Trước tiên, ảnh hưởng của kiểu phân bố CNT, tỷ lệ thể tích *
CNT
V của CNT và nhiệt độ tăng đều T lên các tải tới hạn Pcr của các vỏ trụ CNTRC chịu nén đều dọc trục được khảo sát trong bảng 3.8. Có thể thấy rằng trong số năm kiểu phân bố CNT thì các kiểu phân bố FG-X và FG-O lần lượt làm cho vỏ có tải tới hạn cao nhất và thấp nhất. Ví dụ, với VCNT* 0.17 và ở T 300K thì vỏ FG-X có tải nén tới hạn cao hơn các vỏ UD, FG-V, FG và FG-O lần lượt 16.05%, 16.65%, 33.48% và 34.60%. Như vậy có thể thấy rằng khi vỏ trụ chịu nén dọc trục thì CNTs nên được
phân bố tập trung nhiều hơn ở gần hai mặt trong và ngoài của vỏ để đạt được khả năng kháng vồng tốt nhất.
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích CNT, loại phân bố CNT và nhiệt độ lên tải tới hạn Pcr (MPa) của các vỏ trụ CNTRC chịu nén dọc trục [R h/ 100, L R/ 1,
( , ) (1,7)m n , (K K1, 2) (0,0) ]. * CNT V T (K) UD FG-X FG-O FG FG-V 0.12 300 29.98 34.64 25.60 25.63 29.51 400 26.88 31.38 22.63 22.80 26.17 500 23.82 28.18 19.68 20.01 22.86 0.17 300 48.61 56.41 41.91 42.26 48.36 400 43.46 50.88 36.99 37.50 42.80 500 38.36 45.46 32.08 32.78 37.26 0.28 300 60.51 75.45 50.40 53.71 59.10 400 54.59 68.63 44.75 47. 97 52.65 500 48.79 61.98 39.14 42.31 46.25
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các tỷ số hình học và nền đàn hồi bao quanh lên các tải tới hạn Pcr (MPa) của vỏ trụ CNTRC chịu nén dọc trục (FG-X,VCNT* 0.17,T 300K).
/ L R K K1, 2 R h/ 60 80 100 150 1 (0,0) 104.95 (1,6)* 73.36 (1,6) 56.41 (1,7) 36.86 (1,8) (100,0) 111.92 (1,6) 77.30 (1,6) 58.92 (1,7) 37.98 (1,8) (100,5) 126.57 (1,5) 86.38 (1,6) 66.38 (1,7) 42.14 (1,8) 1.5 (0,0) 92.31 (1,5) 70.28 (1,6) 56.74 (1,6) 38.66 (2,9) (100,0) 108.05 (1,5) 79.13 (1,6) 62.42 (1,6) 39.28 (2,9) (100,5) 131.29 (1,5) 94.63 (1,5) 70.46 (2,7) 42.17 (2,8) 2 (0,0) 104.95 (2,6) 73.36 (2,6) 56.41 (2,7) 36.86 (2,8) (100,0) 111.92 (2,6) 77.30 (2,6) 58.92 (2,7) 37.98 (2,8) (100,5) 126.57 (2,5) 86.38 (2,6) 66.38 (2,7) 42.14 (2,8)
Bảng 3.8 cũng chỉ ra rằng tải nén tới hạn được tăng lên đáng kể khi tỷ lệ thể tích CNT tăng và bị giảm khi nhiệt độ môi trường tăng lên. Ví dụ, vỏ FG-X có các tải nén tới hạn là 34.64, 56.41 và 75.45 (MPa) khi VCNT* 0.12, 0.17 và 0.28, tức là tải tới hạn tăng 62.85% và 117.81% khi tỷ lệ thể tích CNT tăng lần lượt 41.67% và 133.33%. Điều này cho thấy tốc độ tăng của tải tới hạn theo *
CNT
V khá ấn tượng khi
*
CNT
V tăng từ 0.12 đến 0.17 và gợi ý rằng trong ứng dụng thực tế, một tỷ lệ thể tích ở mức trung bình (khoảng 20%) của CNT có thể mang lại khả năng kháng vồng tốt cho vỏ chịu tải nén. Do các cạnh của vỏ tựa di động nên ảnh tiêu cực của nhiệt độ cao lên tải tới hạn chủ yếu do các tính chất của các vật liệu thành phần trong CNTRC trở nên kém hơn ở các nhiệt độ cao hơn. Tiếp theo, các ảnh hưởng của các tỷ số kích thước (L R/ và R h/ ) và các tham số độ cứng không thứ nguyên K K1, 2 của môi trường đàn hồi bao quanh lên các tải tới hạn của vỏ trụ CNTRC chịu nén dọc trục được khảo sát trong bảng 3.9. Có thể nhận thấy rằng, trong khi tải tới hạn giảm mạnh khi tỷ số
/
R h tăng lên (vỏ mỏng hơn) thì không có một xu hướng tăng hoặc giảm cố định của tải tới hạn theo sự biến đổi của tỷ số chiều dài trên bán kính L R/ . Như thường thấy đối với các vỏ trụ chịu nén dọc trục, tải nén tới hạn của các vỏ với /L R 1 và
/ 2
L R là như nhau khi vỏ bị vồng ở các hình dạng (mode) khác nhau, cụ thể là số nửa sóng khác nhau theo hướng dọc trục. Bảng 3.9 cũng chỉ ra ảnh hưởng tích cực của môi trường đàn hồi bao quanh lên khả năng kháng vồng của vỏ trụ CNTRC vì các tải tới hạn của vỏ được tăng lên khi các tham số độ cứng của nền tăng lên.
Các ảnh hưởng của tỷ số CNT, kiểu phân bố CNT và tỷ số các bán kính cong /
R a lên các tải nén tới hạn của vỏ trống CNTRC chịu nén đều dọc trục được khảo sát trong bảng 3.10. Tương tự như đối với vỏ trụ CNTRC, tải nén tới hạn của vỏ trống được tăng lên đáng kể khi tỷ lệ thể tích CNT tăng lên và kiểu phân bố FG-X của CNT mang lại cho vỏ khả năng kháng vồng tốt nhất. Một điều thú vị có thể nhận thấy từ bảng 3.10 rằng vỏ trống lõm (R a/ 0) và vỏ trống lồi (R a/ 0) lần lượt có tải tới hạn nhỏ hơn rất nhiều và lớn hơn nhiều so với các vỏ trụ. Ví dụ, với kiểu phân bố FG-X và tỷ lệ thể tích VCNT* 0.17 thì tải nén tới hạn của vỏ trống lõm ( /R a 0.1) và vỏ trống lồi (R a/ 0.1) lần lượt nhỏ hơn và lớn hơn so với tải nén tới hạn của vỏ trụ (R a/ 0) là 311.16% và 82.87%. Điều này chứng tỏ rằng độ cong theo hướng kinh tuyến có ảnh hưởng rất nhạy và quan trọng lên khả năng chịu tải nén dọc trục của vỏ trống.
Bảng 3.10. Các tải tới hạn Pcr (MPa) của vỏ trống và vỏ trụ CNTRC chịu nén đều dọc trục (R h/ 100, L R/ 1.5, T 300K, K1K2 0). * CNT V R a/ UD FG-X FG-O FG-V FG 0.12 -0.1 6.70 (1, 6)* 8.36 (1,6) 5.71 (1,6) 6.59 (1,6) 6.20 (1,6) 0 31.41 (1,6) 33.99 (1,6) 25.59 (2,8) 30.55 (2,8) 26.76 (2,8) 0.1 55.44 (2,6) 64.65 (2,6) 40.40 (3,7) 48.84 (3,7) 44.90 (3,7) 0.17 -0.1 11.35 (1,6) 13.80 (1,6) 9.19 (1,6) 10.82 (1,6) 10.20 (1,6) 0 51.87 (1,6) 56.74 (1,6) 41.13 (2,8) 49.11 (2,8) 43.16 (2,8) 0.1 89.36 (2,6) 103.76 (2,6) 63.74 (3,7) 76.48 (3,7) 70.25 (3,7) 0.28 -0.1 14.11 (1,6) 18.95 (1,6) 10.50 (1,6) 13.26 (1,6) 12.72 (1,6) 0 61.45 (1,6) 72.15 (1,6) 51.28 (2,8) 62.48 (2,8) 57.22 (2,8) 0.1 113.26 (2,6) 139.55 (2,6) 85.55 (3,7) 104.00 (3,7) 98.48 (3,7)
*Các số trong ngoặc đơn là mode vồng ( , )m n .