Để tính toán cơ học vật liệu composite nhiều lớp người ta coi vật liệu là đồng nhất và dị hướng. Để nghiên cứu cơ học của loại vật liệu này ta có thể đi theo hai hướng, đó là nghiên cứu ứng xử của từng lớp vật liệu và nghiên cứu
ứng xử của cả vật liệu bao gồm nhiều lớp. Khi đó ta có thể hoàn toàn biết được ứng xử cơ học của toàn bộ kết cấu composite. Các phương pháp tính toán trong lĩnh vực cơ học vật liệu và kết cấu composite có thể được chia thành 2 nhóm, đó là nhóm giải tích và nhóm số:
Nhóm giải tích: Các thông số của vật liệu và kết cấu có thể được xác định trực tiếp. Các chương trình trên máy tính được xây dựng trên cơ sở giải tích không quá phức tạp như các chương trình tính bằng phương pháp số, nhưng phương pháp này nói chung chỉ giới hạn ở các kết cấu đơn giản và chịu lực đơn giản.
Nhóm các phương pháp số: Phương pháp này tỏ ra rất hiệu quả, đặc biệt là phương pháp phần tử hữu hạn, nó rất phù hợp cho các kết cấu có hình dạng, tải trọng tác dụng và kiểu liên kết phức tạp.
Tuy nhiên, độ chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc rất nhiều vào lý thuyết (mô hình) mà ta sử dụng, các lý thuyết mà ta có thể kể ra đây đó là lý thuyết tấm nhiều lớp kinh điển, lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất Mindlin, lý thuyết tấm bậc cao,… Do đó vấn đề quan trọng mang tính quyết định đến độ chính xác của kết quả tính toán chính là lý thuyết mà ta sử dụng.
1.3. Tấm composite sandwich
Vật liệu sandwich được tạo thành bởi các vật liệu truyền thống bằng sự tích hợp chặt chẽ của các kiến thức liên quan đến các quy trình sản xuất và hiệu suất cơ học của các vật liệu thành phần. Một cấu trúc tấm sandwich được hình thành bằng cách dán hoặc hàn một lõi có độ cứng thấp với hai lớp vỏ tương đối cứng. Mục đích của công việc này là để cung cấp một cấu trúc có sự kết hợp hài hòa giữa tính nhẹ và độ bền độ cứng cao. Theo Daniel Gay [3], tỷ lệ độ dày của lõi tc và vỏ ts phải nằm trong khoảng từ 10 đến 100
(10 tc/ts 100). Nói chung, việc lựa chọn vật liệu tấm composite sandwich được thực hiện để giảm thiểu khối lượng có tính đến các điều kiện sử dụng (độ cứng, độ ẩm, nhiệt độ, ăn mòn, giá cả, v.v.).
a. Lõi
Lõi là thành phần nằm ở trung tâm của cấu trúc tấm sandwich, nói chung là một vật liệu có các đặc tính cơ học yếu. Vai trò của nó là chống lại các ứng suất cắt gây ra bởi chuyển động trượt của vỏ khi chịu tải và để duy trì khoảng cách của các lớp vỏ. Các vật liệu lõi được sử dụng nhiều nhất chủ yếu ở hai dạng :
Lõi đặc (Hình 1.14): bao gồm gỗ bông bấc hoặc gỗ khối nhẹ, các khối đệm mút khác nhau, nhựa thủy tinh rỗng, v.v….
Lõi rỗng (Hình 1.15), chủ yếu là tổ ong và thép hình, bao gồm hợp kim hoặc kim loại nhẹ, giấy bao bì (phủ hoặc không phủ lớp nhựa), giấy polyamide, giấy Nomex, v.v…