Dao động tự do của dầm composite lớp gia cường ống nano carbon tựa trên nền đàn hồi theo lý thuyết biến dạng cắt bậc cao

Bài viết phát triển phương pháp Ritz để phân tích dao động tự do của dầm composite nhiều lớp gia cường ống Nano Carbon. Dầm đặt trên nền đàn hồi với mô hình nền đàn hồi Winkler và lý thuyết tính toán dầm theo lý thuyết biến dạng cắt bậc cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dao động tự do của dầm composite lớp gia cường ống nano carbon tựa trên nền đàn hồi theo lý thuyết biến dạng cắt bậc cao TNU Journal of Science and Technology 228(14): 82 - 89NATURAL VIBRATIONS OF COMPOSITE BEAMS REINFORCEDWITH NANO CARBON TUBES ON ELASTIC FOUNDATIONSACCORDING TO THE THEORY OF HIGH-ORDER SHEAR STRAINNguyen Dang Diem*, Nguyen Loc KhaUniversity of Transport and Communications ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 13/7/2023 This paper develops the Ritz method to analyze the natural vibrations of laminated composite beams reinforced with Nano Carbon tubes. Beams Revised: 17/10/2023 placed on elastic foundation with Winkler elastic foundation model and Published: 18/10/2023 beam calculation theory according to high-order shear strain theory. The central system of equations of the problem is established by the energyKEYWORDS method combined with the Largrang - II equation. The results calculated by the proposed method are compared with those calculated by the finiteNatural vibrations element method to check suitability and accuracy. The investigationNano Carbon tubes results show that: The elastic foundation coefficient affects almost linearly to the natural vibration frequency of the beam. The beamsRitz method natural frequency increases as the volume ratio of the Nano Carbon fiberHigh-order shear strain increases. At the same time, in all distribution forms of Nano CarbonComposite beams fiber, the X-shaped distribution or the beam with the greatest stiffness and the double-ended connection type is the mount with the highest vibration frequency in the investigated connection cases. In addition, when the angle of inclination of the Nano Carbon fiber increases or the ratio of span length and section height increases, the vibration frequency of the beam decreases.DAO ĐỘNG TỰ DO CỦA DẦM COMPOSITE LỚP GIA CƯỜNGỐNG NANO CARBON TỰA TRÊN NỀN ĐÀN HỒITHEO LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG CẮT BẬC CAONguyễn Đăng Điềm*, Nguyễn Lộc KhaTrường Đại học Giao thông vận tải THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 13/7/2023 Bài báo phát triển phương pháp Ritz để phân tích dao động tự do của dầm composite nhiều lớp gia cường ống Nano Carbon. Dầm đặt trên nền Ngày hoàn thiện: 17/10/2023 đàn hồi với mô hình nền đàn hồi Winkler và lý thuyết tính toán dầm theo Ngày đăng: 18/10/2023 lý thuyết biến dạng cắt bậc cao. Hệ phương trình chủ đạo của bài toán được thiết lập bằng phương pháp năng lượng kết hợp với phương trìnhTỪ KHÓA Largrang - II. Kết quả tính toán bằng phương pháp đề xuất được so sánh với kết quả tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn để kiểm tra sựDao động tự do phù hợp và tính chính xác. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tốỐng Nano Carbon đến tần số dao động tự do cho thấy: Hệ số nền đàn hồi ảnh hưởng gầnPhương pháp Ritz như tuyến tính đến tần số dao động tự do của dầm. Tần số dao động tự do của dầm tăng khi tỷ lệ thể tích của sợi Nano Carbon tăng. Đồng thời kiểuBiến dạng cắt bậc cao phân bố của Nano Carbon dạng X hoặc kiểu liên kết hai đầu là ngàm thìDầm composite dầm có tần số dao động lớn nhất trong các trường hợp khảo sát. Khi góc nghiêng của sợi Nano Carbon tăng hoặc tỷ lệ giữa chiều dài nhịp và chiều cao mặt cắt tăng dẫn đến tần số dao động tự do của dầm giảm.DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8324* Corresponding author. Email: diemnd_ph@utc.edu.vnhttp://jst.tnu.edu.vn 82 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 228(14): 82 - 891. Đặt vấn đề Hiện nay vật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong các ngành như: Giao thông vận tải,xây dựng, hàng không. Dựa trên ý tưởng về vật liệu có tính chất cơ lý biến thiên (FGM )và nhữngtính chất của vật liệu Nano Carbon (CNT) năm 2010 Shen H.-S và Zhang [1] đã đề xuất vật liệucomposite gia cường ống CNT. Trong đó vật liệu CNT được phân bố theo các quy luật khác nhautrên vật liệu nền là nhựa polyme hoặc kim loại. Vật liệu composite đơn lớp gia cường CNT đượcphân chia thành 4 dạng chính như Hình 1: Dạng FG-UD, dạng FG-X, dạng FG-V và d ...