Việc ứng dụng vật liệu composite trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau đã và đang thu hút sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu vật liệu và kết cấu. Khả năng ứng dụng hiệu quả của các loại vật liệu này đã dẫn đến sự phát triển của các lý thuyết dầm và tấm composite khác nhau nhằm dự báo ứng xử một cách hợp lý các đáp ứng tĩnh, dao động và ổn định. Rất nhiều lý thuyết dầm và tấm đã được phát triển, tuy nhiên độ chính xác của các lý thuyết này phụ thuộc vào việc chọn hợp lý trường chuyển vị, phương pháp và cách tiếp cận. Mặt khác, khi phân tích ứng xử các kết cấu dầm và tấm composite ở tỉ lệ nhỏ, các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng bài toá     n phân tích hiệu ứng kích thước vật liệu cần được kể đến. Trong mục tiêu này, đề tài “Phân tích ứng xử tĩnh, dao động và ổn định dầm và tấm composite sử dụng lý thuyết biến dạng cắt khác nhau” do nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Trung Kiên tại Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp. HCM thực hiện, đã xây dựng và phát triển các mô hình dầm và tấm composite cho phân tích ứng xử tĩnh, dao động và ổn định trong đó sử dụng các lý thuyết biến dạng cắt khác nhau, sử dụng lời giải tích và lời giải số để giải quyết các bài toán đàn hồi đặc trưng dầm và tấm composite, sử dụng lý thuyết đàn hồi phi cục bộ để phân tích ứng xử dầm và tấm vi cấu trúc.

Đề tài nhằm mục tiêu xây dựng và phát triển mô hình dầm và tấm composite cho phân tích ứng xử tĩnh, dao động và ổn định trong đó sử dụng các lý thuyết biến dạng cắt khác nhau, sử dụng lời giải giải tích và phương pháp số để giải quyết các bài toán đàn hồi đặc trưng dầm và tấm composite; sử dụng lý thuyết đàn hồi phi cục bộ để phân tích ứng xử dầm và tấm composite vi cấu trúc.

Các kết quả chính đạt được như sau:

• Phát triển một số mô hình dầm và tấm với các vật liệu composite phân lớp, phân lớp chức năng và sandwich chịu tác dụng tải trọng cơ, nhiệt và độ ẩm trong đó các lý thuyết biến dạng cắt bậc cao được sử dụng.

• Phát triển một mô hình dầm biến dạng cắt bậc nhất sử dụng lý thuyết đàn hồi phi cục bộ Eringen với các điều kiện biên khác nhau.

• Phương pháp Ritz được sử dụng cho phân tích ứng xử dầm composite chịu các tải trọng cơ, nhiệt và độ ẩm với các điều kiện biên khác nhau. Đề tài đã phát triển các hàm dạng mới dưới dạng chuỗi lượng giác, chuỗi đa thức + phương pháp hàm phạt, chuỗi hàm mũ. Bên cạnh đó phương pháp lời giải không gian trạng thái cũng được áp dụng cho phân tích ổn định và dao động dầm composite chức năng chịu tải trọng cơ và nhiệt.

• Phương pháp phần tử hữu hạn trơn được phát triển cho phần tử MITC3 với các kỹ thuật làm trơn trên miền (CS-MITC3), trên nút (NS-MITC3) và trên cạnh (ES-MITC3)

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15147) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)