Luận án tiến sĩ: Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng dưới tải trọng cơ thủy nhiệt - Nguyễn Bá Duy, ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Luận án TS phân tích dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt. Nghiên cứu ứng xử, hiệu năng và độ bền vật liệu.

Chuyên ngành
Cơ kỹ thuật
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ kỹ thuật

Năm xuất bản

Số trang

206

Thời gian đọc

31 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Dầm Sandwich Chức Năng: Khái Niệm & Ứng Dụng Thiết Kế
Số trang:
206 trang
Trường:
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành:
Cơ kỹ thuật
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Dầm Sandwich Chức Năng Khái Niệm Ứng Dụng Thiết Kế

Nghiên cứu tập trung vào dầm sandwich chức năng, một loại vật liệu thông minh với tính chất biến đổi liên tục. Sự biến đổi này tối ưu hóa hiệu suất làm việc của cấu trúc. Dầm sandwich FG bao gồm các lớp vật liệu chức năng đặc biệt. Cấu trúc sandwich này kết hợp các vật liệu với thuộc tính khác nhau, tạo ra độ bền và độ cứng vượt trội. Việc phân tích ứng xử của loại dầm này rất quan trọng. Nó giúp hiểu rõ cách dầm phản ứng dưới nhiều loại tải trọng. Vật liệu chức năng có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Chúng được sử dụng trong hàng không vũ trụ, ô tô và kỹ thuật dân dụng. Các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao, trọng lượng nhẹ và khả năng chịu môi trường khắc nghiệt. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về đặc tính cơ học và nhiệt của chúng. Nó mở ra hướng mới cho thiết kế cấu trúc tối ưu. Các khái niệm về vật liệu chức năng và cấu trúc sandwich là nền tảng. Chúng định hình cách các kỹ sư tiếp cận vấn đề thiết kế vật liệu tiên tiến.

1.1. Khái niệm vật liệu chức năng FGM

Vật liệu chức năng (FGM) sở hữu tính chất biến đổi liên tục theo không gian. Sự thay đổi này không đồng nhất theo chiều dày. Nó tối ưu hóa hiệu suất làm việc. Vật liệu này thường bao gồm hai hoặc nhiều thành phần. Chúng tạo ra khả năng chịu tải vượt trội, thuộc nhóm vật liệu thông minh.

1.2. Cấu trúc dầm sandwich chức năng

Dầm sandwich chức năng bao gồm các lớp khác nhau. Lớp ngoài thường là vật liệu cứng. Lớp lõi là vật liệu nhẹ hơn. Các lớp này được làm từ vật liệu chức năng. Cấu trúc sandwich này tối ưu hóa tỷ lệ độ bền trên trọng lượng. Chúng có khả năng chống lại biến dạng dầm hiệu quả.

1.3. Lợi ích và ứng dụng thực tiễn

Dầm sandwich chức năng mang lại nhiều lợi ích. Chúng có trọng lượng nhẹ, độ bền cao. Khả năng chống chịu va đập và mỏi tốt. Ứng dụng phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô. Vật liệu chức năng cũng được dùng trong xây dựng và năng lượng. Chúng cải thiện hiệu quả và an toàn cấu trúc.

II. Phân Tích Ứng Xử Dưới Tải Trọng Cơ Thủy Nhiệt Phức Hợp

Việc phân tích ứng xử của dầm sandwich chức năng dưới tác động của tải trọng cơ thủy nhiệt là trọng tâm của nghiên cứu này. Tải trọng cơ học gây ra ứng suất và biến dạng dầm trực tiếp. Tải trọng nhiệt tạo ra ứng suất nhiệt đáng kể, làm thay đổi tính chất vật liệu. Tải trọng thủy, xuất phát từ độ ẩm môi trường, ảnh hưởng đến độ bền và độ cứng của cấu trúc sandwich. Sự kết hợp của ba loại tải trọng này tạo ra một môi trường phức tạp. Nó đòi hỏi một phương pháp phân tích toàn diện. Nghiên cứu này đánh giá tác động riêng lẻ và tổng hợp. Nó xem xét ảnh hưởng của từng thành phần tải trọng đến ứng suất nhiệt, biến dạng dầm và khả năng chịu tải của dầm sandwich FG. Hiểu rõ các tương tác này là cần thiết. Nó giúp dự đoán chính xác ứng xử của vật liệu chức năng trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt. Điều này đóng góp vào việc thiết kế an toàn và hiệu quả cho các cấu trúc kỹ thuật.

2.1. Tải trọng cơ học Lực và mô men

Tải trọng cơ học là lực tác dụng trực tiếp lên dầm. Bao gồm lực kéo, nén, cắt và mô men uốn. Các lực này gây ra ứng suất và biến dạng dầm. Việc phân tích ứng xử cơ học là nền tảng. Nó giúp đánh giá khả năng chịu tải của dầm sandwich.

2.2. Tải trọng nhiệt Ảnh hưởng nhiệt độ

Tải trọng nhiệt phát sinh do sự thay đổi nhiệt độ. Nó tạo ra ứng suất nhiệt trong vật liệu. Ứng suất nhiệt có thể gây ra biến dạng dầm không mong muốn. Thậm chí phá hủy cấu trúc. Vật liệu chức năng đặc biệt nhạy cảm với biến đổi nhiệt. Cần phân tích kỹ lưỡng ảnh hưởng nhiệt.

2.3. Tải trọng thủy Độ ẩm và biến dạng

Tải trọng thủy liên quan đến độ ẩm môi trường. Sự hấp thụ độ ẩm làm thay đổi tính chất vật liệu. Nó ảnh hưởng đến độ bền, độ cứng của dầm. Điều này dẫn đến biến dạng dầm. Phân tích tác động của độ ẩm là cần thiết. Nó đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của cấu trúc sandwich.

III. Phát Triển Lý Thuyết Biến Dạng Cắt Cho Cấu Trúc Sandwich

Nghiên cứu này phát triển các lý thuyết biến dạng cắt bậc cao mới. Những lý thuyết này cải thiện độ chính xác trong phân tích ứng xử của dầm sandwich chức năng. Các lý thuyết biến dạng dầm kinh điển thường bỏ qua hiệu ứng biến dạng cắt. Điều này dẫn đến sai số đáng kể, đặc biệt với dầm ngắn hoặc vật liệu chức năng. Lý thuyết biến dạng cắt bậc cao tính đến sự biến dạng cắt. Nó cung cấp mô tả chính xác hơn về trường chuyển vị và ứng suất trong cấu trúc sandwich. Mô hình quasi-3D được giới thiệu. Nó thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết dầm 2D và phân tích 3D phức tạp. Việc phát triển các lý thuyết này là một bước tiến quan trọng. Nó giúp hiểu rõ hơn về ứng xử của vật liệu chức năng dưới tải trọng phức tạp. Những lý thuyết này cung cấp công cụ mạnh mẽ. Chúng dùng để mô hình hóa và dự đoán ứng xử của dầm sandwich một cách hiệu quả và chính xác hơn.

3.1. Các lý thuyết biến dạng dầm kinh điển

Lý thuyết dầm Euler-Bernoulli và Timoshenko là các lý thuyết kinh điển. Chúng được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, chúng có hạn chế. Các lý thuyết này không hoàn toàn chính xác. Đặc biệt với dầm ngắn hoặc vật liệu chức năng. Chúng bỏ qua một số hiệu ứng biến dạng quan trọng.

3.2. Lý thuyết biến dạng cắt bậc cao mới

Nghiên cứu đề xuất lý thuyết biến dạng cắt bậc cao mới. Lý thuyết này tính đến sự biến dạng cắt. Nó mô tả chính xác hơn trường chuyển vị và ứng suất. Nó phù hợp hơn cho cấu trúc sandwich. Đặc biệt khi chịu tải trọng cơ thủy nhiệt phức hợp.

3.3. Mô hình quasi 3D cho dầm sandwich

Mô hình quasi-3D là một phương pháp tiên tiến. Nó cung cấp sự chính xác gần với phân tích 3D. Đồng thời giữ được hiệu quả tính toán của lý thuyết dầm. Mô hình này giúp nắm bắt các biến dạng phức tạp trong dầm sandwich chức năng. Nó giải quyết bài toán ứng suất nhiệt hiệu quả.

IV. Phương Pháp Giải Bài Toán Dầm Sandwich FG Hiệu Quả

Luận án áp dụng và phát triển các phương pháp giải bài toán dầm sandwich FG hiệu quả. Phương pháp Ritz được sử dụng rộng rãi. Nó cho phép giải các bài toán phức tạp về dầm sandwich chịu tải trọng cơ thủy nhiệt. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển hàm dạng hình học mới. Các hàm này cải thiện tốc độ hội tụ và độ chính xác của phương pháp Ritz. Việc sử dụng các hàm dạng này giúp mô tả chính xác hơn trường chuyển vị của dầm. Từ đó tính toán ứng suất nhiệt và biến dạng dầm một cách đáng tin cậy. Phân tích số được thực hiện để kiểm chứng lý thuyết. Các kết quả số được so sánh với dữ liệu từ các nghiên cứu khác. Điều này khẳng định độ tin cậy và hiệu quả của phương pháp đề xuất. Phương pháp này cung cấp một công cụ mạnh mẽ. Nó hỗ trợ các kỹ sư trong việc thiết kế và đánh giá cấu trúc sandwich tiên tiến.

4.1. Phương pháp Ritz hiệu quả và ứng dụng

Phương pháp Ritz được áp dụng để giải bài toán. Nó cho phép tìm ra trường chuyển vị gần đúng. Đặc biệt hiệu quả với các điều kiện biên phức tạp. Phương pháp này là công cụ toán học mạnh mẽ. Nó giúp phân tích ứng xử dầm sandwich một cách hệ thống.

4.2. Phát triển hàm dạng hình học mới

Nghiên cứu đề xuất các hàm dạng hình học mới. Các hàm này cải thiện đáng kể độ chính xác của phương pháp Ritz. Chúng cho phép mô tả chính xác hơn chuyển vị của dầm. Đặc biệt là trong các trường hợp có biến dạng cắt lớn. Điều này tối ưu hóa kết quả tính toán.

4.3. Phân tích số và kiểm chứng kết quả

Các kết quả từ phương pháp Ritz được phân tích số. Chúng được kiểm chứng thông qua so sánh với các tài liệu tham khảo. Việc này khẳng định tính chính xác và độ tin cậy. Nó chứng minh hiệu quả của phương pháp. Đặc biệt trong việc dự đoán ứng xử của vật liệu chức năng.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Ứng Suất Nhiệt Biến Dạng Dầm

Nghiên cứu đã đạt được nhiều kết quả quan trọng về ứng suất nhiệt và biến dạng dầm của dầm sandwich chức năng. Các kết quả số cho thấy sự phân bố ứng suất nhiệt không đồng đều. Đặc biệt khi có gradient nhiệt độ. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến biến dạng dầm. Tải trọng cơ học, nhiệt và thủy tác động tổng hợp. Chúng gây ra những biến dạng phức tạp. Nghiên cứu làm nổi bật vai trò của vật liệu chức năng trong việc giảm ứng suất tập trung. Chúng cải thiện khả năng chịu tải tổng thể. Các vật liệu thông minh này cho thấy khả năng thích ứng cao. Chúng duy trì tính toàn vẹn cấu trúc dưới các điều kiện khắc nghiệt. Việc phân tích định lượng cung cấp dữ liệu chi tiết. Dữ liệu này rất giá trị cho việc thiết kế và tối ưu hóa các cấu trúc sandwich chức năng. Những phát hiện này giúp các kỹ sư lựa chọn vật liệu và cấu hình dầm phù hợp. Nó đảm bảo độ bền và hiệu quả hoạt động lâu dài của cấu trúc.

5.1. Phân bố ứng suất nhiệt trong dầm

Kết quả chỉ ra sự phân bố ứng suất nhiệt phức tạp. Đặc biệt với vật liệu chức năng. Gradient nhiệt độ lớn dẫn đến ứng suất nhiệt cao. Sự phân bố này không đồng nhất theo chiều dày dầm. Nó là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến biến dạng dầm.

5.2. Ảnh hưởng tải trọng đến biến dạng dầm

Tải trọng cơ học, nhiệt, thủy đều gây ra biến dạng dầm. Tải trọng thủy và nhiệt có thể làm tăng đáng kể độ võng. Chúng cũng làm thay đổi tần số dao động. Việc hiểu rõ tác động này rất quan trọng. Nó giúp thiết kế cấu trúc chịu tải tốt hơn.

5.3. Ứng xử vật liệu chức năng thông minh

Vật liệu chức năng thể hiện ứng xử vượt trội. Chúng giúp phân tán ứng suất hiệu quả. Giảm thiểu các điểm tập trung ứng suất. Đặc tính này làm tăng độ bền mỏi. Nó cải thiện khả năng chống chịu các tải trọng phức tạp. Đây là ưu điểm của vật liệu thông minh.

VI. Tiềm Năng Ứng Dụng Vật Liệu Chức Năng Thông Minh

Nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng to lớn cho vật liệu chức năng thông minh. Các phát hiện về phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng dưới tải trọng cơ thủy nhiệt cho thấy khả năng cải thiện hiệu suất chịu tải đáng kể. Việc thiết kế cấu trúc tối ưu hóa có thể đạt được. Điều này dựa trên việc điều chỉnh tính chất vật liệu theo yêu cầu cụ thể. Vật liệu chức năng cung cấp giải pháp cho các ứng dụng đòi hỏi cao. Chúng bao gồm cấu trúc nhẹ, bền và có khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt. Sự phát triển của vật liệu mới, bền vững cũng là một lợi ích. Các vật liệu thông minh này có thể tự điều chỉnh. Chúng phản ứng với sự thay đổi của môi trường. Đây là hướng đi quan trọng cho ngành kỹ thuật vật liệu. Nó góp phần vào sự phát triển công nghệ tiên tiến, tạo ra các giải pháp kỹ thuật bền vững và hiệu quả trong tương lai.

6.1. Thiết kế cấu trúc tối ưu hóa

Vật liệu chức năng cho phép thiết kế cấu trúc tối ưu hóa. Các kỹ sư có thể điều chỉnh thuộc tính vật liệu. Điều này giúp đáp ứng yêu cầu cụ thể của từng bộ phận. Nó tạo ra các dầm sandwich có hiệu suất cao hơn. Chúng tiết kiệm vật liệu, giảm trọng lượng.

6.2. Cải thiện hiệu suất chịu tải và độ bền

Sự biến đổi tính chất liên tục giúp cải thiện hiệu suất chịu tải. Nó tăng cường độ bền của dầm. Các ứng suất được phân tán đều hơn. Điều này kéo dài tuổi thọ của cấu trúc. Giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc dưới tải trọng cơ thủy nhiệt.

6.3. Phát triển vật liệu mới và bền vững

Nghiên cứu góp phần vào việc phát triển vật liệu mới. Đặc biệt là vật liệu chức năng thông minh. Những vật liệu này có tiềm năng lớn. Chúng ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Chúng mang lại giải pháp bền vững. Tương lai của kỹ thuật vật liệu sẽ có vai trò lớn từ các vật liệu này.

Mục lục chi tiết luận án

LISTS OF TABLES
LISTS OF FIGURES
LISTS OF SYMBOLS
Abstracts
1. Chapter 1 General Introduction
1.1. Introduction and Objectives
1.2. Objective and novelty of the thesis
1.3. List of publications
2. Chapter 2 Literature review on behaviors of functionally graded beams in hygro- thermo-mechanical environments
2.1. Composite and functionally graded materials
2.2. Homogenized elastic properties of functionally graded beams
2.3. Hygral and thermal variations in FG beams
2.3.1. Uniform moisture and temperature rise
2.3.2. Linear moisture and temperature rise
2.3.3. Nonlinear moisture and temperature rise
2.4. Theories for behavior analysis of FG beams
2.4.1. Classical beam theory (CBT)
2.4.2. First-order shear deformation theory (FSDT)
2.4.3. Higher-order shear deformation beam theories
2.4.4. Quasi-3D beam theory
2.4.5. Review of the shear functions
2.4.6. Nonlocal elasticity and modified couple stress beam theories
2.5. Analytical and numerical methods for analysis of FG beam
2.5.2. Differential Quadrature Method (DQM)
2.5.4. Finite element method
3. Chapter 3 Novel higher-order shear deformation theories for analysis of isotropic and functionally graded sandwich beams
3.2. Novel unified theoretical formulation of higher–order shear deformation beam theories
3.3. Analysis of static, buckling and vibration of FG beams based on the HSBTs
3.4. Analysis of static, buckling and vibration of FG beams based on the Quasi- 3D
3.5. A novel three-variable quasi-3D shear deformation theory
3.5.1. Displacement, strain, and stresses
3.5.1.1. Ritz method for solution 1
3.5.1.2. Ritz for solution 2
3.7. Numerical results and discussion
3.7.1. Example 1: Vibration and buckling responses of RHSBT1, HSBT2 and quasi- 3D2 FG beams (Type A, S-S)
3.7.2. Example 2: Bending, buckling and vibration responses of RHSBT1 FG beams (Type B, S-S)
3.7.3. Example 3: Buckling and vibration responses of Quasi-3D0 FG beams (Type B, C)
4. Chapter 4 Hygro-thermo-mechanical effects on the static, buckling and vibration behaviors of FGbeams
4.2. Novel Ritz-shape functions for analysis of FG beams with various BCs
4.3. Moisture and temperature distribution
4.3.1. A shape functions for Ritz method
4.3.2. A new hybrid functions for Ritz method
4.4. Numerical results and discussions
5. Chapter 5 Size dependent effects on the thermal buckling and vibration behavior of FG beams in thermal environments
5.2. Geometry of FG beams
5.3. Theory of FG micro and nano beams
5.3.1. Kinetic and strain
5.3.2. Equations of motion
5.3.3. Nonlocal elasticity theory for FG nano beams
5.3.4. Modified couple stress theory (MCST)
5.3.5. Variation formulation for MCST
5.3.6. Ritz method for nonlocal theory
5.3.7. Ritz method for MCST
5.5. Numerical results and discussions
5.5.1. Example 1: Vibration responses of FSBT and the Eringen’s nonlocal elasticity theory for FG nano beam (Type A, the various BCs)
5.5.2. Example 2: Vibration and the thermal bucking responses of HSBT1 and the MCST for FG micro beam (Type A, the various BCs)
6. Chapter 6 A finite element model for analysis of FG beams
6.2. Finite element formulation
6.3. Higher-order shear deformation beam theory
6.5. Governing Equations of Motion
6.6. Finite Element Formulation
6.7. Numerical results and discussions
6.7.1. Example: Vibration and the thermal bucking responses of HSBT1 using FEM for analysis FG beam (Type A, various BCs)
7. Chapter 7 Conclusions and Recommendations
References
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiên sĩ phân tích ứng xử của dầm sandwich chức năng chịu tác dụng của tải trọng cơ thủy nhiệt

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (206 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN BÁ DUY PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM SANDWICH CHỨC NĂNG CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG CƠ THỦY NHIỆT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Tp. Hồ Chí Minh, Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN BÁ DUY PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA DẦM SANDWICH CHỨC NĂNG CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG CƠ THỦY NHIỆT Chuyên ngành: CƠ KỸ THUẬT Mã chuyên ngành : 9520101 Phản biện 1: PGS. Đào Đình Nhân Phản biện 2: PGS. Nguyễn Trọng Phước Phản biện 3: PGS.

Ngô Hữu Cường NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Trung Kiên 2. Võ Phương Thức Tp. Hồ Chí Minh, Năm 2019 ANALYSIS OF FUNCTIONALLY GRADED SANDWICH BEAMS UNDER HYGRO – THERMO – MECHANICAL LOADS DISSERTATION Submitted to Ho Chi Minh City University of Technology and Education in partial fullfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy 2019 MAJOR : ENGINEERING MECHANICS Ho Chi Minh City – 2019 ORIGINALITY STATEMENT I hereby declare that this submission is my own work and to the best of my knowledge it contains no materials previously published or written by another person, or substantial proportions of material which have been accepted for the award of any other degree or diploma at Ho Chi Minh City University of Technology and Education (HCMUTE) or any other educational institution, except where due acknowledgement is made in the thesis.

Any contribution made to the research by others, with whom I have worked at HCMUTE or elsewhere, is explicitly acknowledged in the thesis. I also declare that the intellectual content of this thesis is the product of my own work, except to the extent that assistance from others in the project’s design and conception in style, presentation and linguistic expression is acknowledged. ACKNOWLEDGEMENTS My thanks go to many people who provided great support and had an important role in this research. I would like to express my gratitude to my supervisor for their continuous support and valuable guidance throughout this research.

I had also the opportunity to work with people in GACES of HCMUTE. Therefore, my acknowledgments are extended to Prof. Nguyen Hoai Son and Nguyen Ngoc Duong for his technical guidance and training. Nguyen Van Hau is thanked for his comment and discussion on functionally graded materials (FGM).

My thanks also go to Le Quoc Cuong who helped and provided me a useful matlab. Thank you to everyone else who help me with this research. Last but not least, I wish to profoundly thank my parents, my wife, my son and my sister for their unconditional love and unlimited support. Without their encouragement, I would not have been able to overcome many difficulties and challenges during this research.

Contents LISTS OF TABLES. V LISTS OF FIGURES. VIII LISTS OF SYMBOLS. X Abstracts Chapter 1 General Introduction.1 Introduction and Objectives .2 Objective and novelty of the thesis .4 List of publications.

16 Chapter 2 Literature review on behaviors of functionally graded beams in hygro- thermo-mechanical environments.1 Composite and functionally graded materials .2 Homogenized elastic properties of functionally graded beams .3 Hygral and thermal variations in FG beams .1 Uniform moisture and temperature rise .2 Linear moisture and temperature rise .3 Nonlinear moisture and temperature rise.4 Theories for behavior analysis of FG beams .1 Classical beam theory (CBT) .2 First-order shear deformation theory (FSDT) .3 Higher-order shear deformation beam theories .4 Quasi-3D beam theory .5 Review of the shear functions .6 Nonlocal elasticity and modified couple stress beam theories .5 Analytical and numerical methods for analysis of FG beam .2 Differential Quadrature Method (DQM) .4 Finite element method. 38 Chapter 3 Novel higher-order shear deformation theories for analysis of isotropic and functionally graded sandwich beams .2 Novel unified theoretical formulation of higher–order shear deformation beam theories .3 Analysis of static, buckling and vibration of FG beams based on the HSBTs………………………………………………………………………………50 3.4 Analysis of static, buckling and vibration of FG beams based on the Quasi- 3D………………………………………………………………………………….5 A novel three-variable quasi-3D shear deformation theory.1 Displacement, strain, and stresses .1 Ritz method for solution 1 .2 Ritz for solution 2 .7 Numerical results and discussion. 66 Example 1: Vibration and buckling responses of RHSBT1, HSBT2 and quasi- 3D2 FG beams (Type A, S-S). 67 Example 2: Bending, buckling and vibration responses of RHSBT1 FG beams (Type B, S-S).

69 Example 3: Buckling and vibration responses of Quasi-3D0 FG beams (Type B, C)…………………………………………………………………………………79 3. 99 Chapter 4 Hygro-thermo-mechanical effects on the static, buckling and vibration behaviors of FGbeams .2 Novel Ritz-shape functions for analysis of FG beams with various BCs .2 Moisture and temperature distribution .1 A shape functions for Ritz method .2 A new hybrid functions for Ritz method .4 Numerical results and discussions. 128 Chapter 5 Size dependent effects on the thermal buckling and vibration behavior of FG beams in thermal environments .2 Geometry of FG beams .3 Theory of FG micro and nano beams. Kinetic and strain.

Equations of motion. Nonlocal elasticity theory for FG nano beams. Modified couple stress theory (MCST). Variation formulation for MCST.

Ritz method for nonlocal theory. Ritz method for MCST .5 Numerical results and discussions. 145 Example 1: Vibration responses of FSBT and the Eringen’s nonlocal elasticity theory for FG nano beam (Type A, the various BCs). 145 Example 2: Vibration and the thermal bucking responses of HSBT1 and the MCST for FG micro beam (Type A, the various BCs).

155 Chapter 6 A finite element model for analysis of FG beams .2 Finite element formulation .2 Higher-order shear deformation beam theory .5 Governing Equations of Motion .6 Finite Element Formulation .3 Numerical results and discussions. 165 Example: Vibration and the thermal bucking responses of HSBT1 using FEM for analysis FG beam (Type A, various BCs). 169 Chapter 7 Conclusions and Recommendations. 171 References IV LISTS OF TABLES Table 3.1 Unified higher-order shear deformation theories .2 Unified refined higher-order shear deformation theories.3 Kinematic BCs of the beams.4 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG beams with S-S boundary conditions (Type A).5 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG beams with S-S boundary conditions (Type A).6 Non-dimensional fundamental frequency    of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous hardcore).7 Non-dimensional fundamental frequency    of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous soft core).8 Non-dimensional critical buckling load  Ncr  of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous hardcore).9 Non-dimensional critical buckling load  Ncr  of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous soft core).10 Non-dimensional mid-span transverse displacement  w  of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous hardcore and soft core).11 Non-dimensional axial stress  xx  h / 2   of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous hardcore and soft core).12 Non-dimensional transverse shear stress  xz  0   of  Al/Al2O3  sandwich beams (Type B, homogeneous hardcore and soft core).13 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.14 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.15 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.16 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.17 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.18 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams.19 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .20 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .21 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .22 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .23 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .24 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams .25 Non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams with various boundary conditions (Type C).26 Non-dimensional critical buckling load ( N cr ) of FG sandwich beams with various boundary conditions (Type C).27 The first three non-dimensional frequencies of FG sandwich beams .1: Temperature dependent coefficients for ceramic and metal materials.2 Kinematic BCs of the beams.3 A new hybrid functions for Ritz solution.4 Convergence test for the non-dimensional fundamental frequency (  ) of Si3 N 4 and SUS304 beams under Fourier-law NLTR (Type A, p=1, L/h=20 and ΔT=20, ΔC=0).5 Normalized critical temperatures (  ) of FG beams under UTR .7 Critical temperature (  ) of FG beams under LTR and Fourier-law NLTR119 Table 4.11 Fundamental frequency (  ) of FG beams under LTR .12 Fundamental frequency (  ) of FG beams under Fourier-law NLTR .14 Fundamental frequency (  ) of FG beams under linear moisture and temperature rise .15 Fundamental frequency (  ) of FG beams under sinusoidal moisture and temperature rise .1 Kinematic BCs of nano beams.2 The shape functions.3: Convergence studies for fundamental frequencies of FG nano beams .4 The non-dimensional first natural frequencies with respect to the material distribution and the span-to-height ratio of FG nano beams (Type A, S-S).5 The non-dimensional first natural frequencies with the nonlocal parameter of FG nano beams (Type A, C-F, L/h=100, N=10).6 The non-dimensional first natural frequencies with the nonlocal parameter of FG nano beams (Type A, C-C, L/h=100, N=10).7 Convergence studies for The non-dimensional fundamental frequencies of FG micro beams with various BCs and  / h (Type A, p=1, L/h=5, Si3N4/ SUS304) 151 Table 5.8 Fundamental frequency (  ) of FG micro beams under LTR.9 Fundamental frequency (  ) of FG micro beams under NLTR .1 Ceramic and metal materials.2: Convergence of the non-dimensional fundamental frequency(  ) and the critical buckling load  N cr  of FG beams (Type A, p = 1 and L/h = 5) .3 Comparison of the non-dimensional critical buckling load of FG beams with various boundary conditions (Type A, L/h=5 and 10).4 Comparison of the non-dimensional fundamental natural frequency of FG beams with the various boundary conditions (Type A, L/h=5 and 20).

167 VII LISTS OF FIGURES Figure 1.1: Application of composite materials in engineering .1 Particulate and fiber composite materials .2 Laminated composite and functionally graded materials .3 Potentially applicable fields for FGMs [55].4 An example of FGM application for aerospace engineering [56].5 A discrete and continuous model of FG material [57].6 Geometry and coordinate systems of FG sandwich beams.7 The volume fraction function V  z  for the power-law (Type B).8 The volume fraction function V  z  for the exponential-law .9 The volume fraction function V  z  for the Sigmoid -law .10 Kinematics of the Euler–Bernoulli beam .11 Kinematics of the Timoshenko beam .12 Kinematics of the CBT, FSBT, HSBT .13 The shear stress varies over the height of the cross section .14 Variation of the shear functions and its derivative through the beam thickness .15 Discrete beams into finite elements.16 Linear shape functions for an element of length le .17 Hermite shape functions for one-dimensional finite element .1 Geometry of FG sandwich beams.2 Effect of the power-law index p on the non-dimensional fundamental frequency (  ) of FG sandwich beams (Type B, L/h=5).3 Effect of the power-law index p on the non-dimensional critical buckling load  N cr  of FG sandwich beams (Type B, L/h=5).4 Effect of the power-law index p on the non-dimensional mid-span transverse displacement  w  of FG sandwich beams (Type B, L/h=10).5 Distribution of non-dimensional axial stress  xx  through the height of (1- 2-1) FG sandwich beams (Type B, L/h=10).6 Distribution of non-dimensional transverse shear stress  xz  through the height of.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Bá Duy (2019). Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/luan-an-tien-si-phan-tich-ung-xu-cua-dam-sandwich-chuc-nang-chiu-tac-dung-cua-tai-trong-co-thuy-nhiet

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án TS phân tích dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt. Nghiên cứu ứng xử, hiệu năng và độ bền vật liệu.

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Năm bảo vệ: 2019.

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" thuộc chuyên ngành Cơ kỹ thuật. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" có bao nhiêu trang?

Luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" có 206 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Phân tích ứng xử dầm sandwich chức năng chịu tải trọng cơ thủy nhiệt" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter