Phân tích ổn định của vỏ tròn xoay cơ tính biến thiên trong môi trường nhiệt độ

Từ khóa:

Vật liệu cơ tính biến thiên (FGM)
Vỏ tròn xoay FGM
Ổn định
Tải tới hạn tĩnh
Nhiệt độ.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2024.vi.vol2-2

Tóm tắt:

Bài báo trình bày một nghiên cứu nhằm phân tích sự ổn định cơ học của vỏ tròn xoay làm bằng vật liệu cơ tính biến thiên, chịu tải trọng áp lực ngoài phân bố đều, có tính đến ảnh hưởng của việc tăng nhiệt độ đồng đều. Tính chất cơ học của vật liệu biến thiên theo hướng độ dày của vỏ theo quy luật lũy thừa, phân bố liên tục phụ thuộc vào tỷ phần thể tích của các vật liệu cấu thành vỏ. Sử dụng tiêu chuẩn cân bằng lân cận và tuyến tính hóa giới hạn ở đại lượng nhỏ bậc hai đã thiết lập được các phương trình ổn định của vỏ dựa trên lý thuyết vỏ cổ điển. Các phương trình thu được là hệ ba phương trình vi phân đạo hàm riêng tuyến tính có hệ số là hàm số đối với các thành phần chuyển vị. Các phương trình này được giải theo phương pháp Galerkin. Kết quả tính toán thu được biểu thức dạng đóng để xác định tải trọng uốn tới hạn. Phần tính toán số khảo sát ảnh hưởng của đặc tính vật liệu, các thông số kích thước hình học và nhiệt độ đến khả năng mất ổn định của vỏ. 

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] M. Koizumi (1993). The concept of FGM. Ceram Trans Funct Grad Mater; 34.3-10.

[2] H. Huang, Q. Han. (2010), “Research on nonlinear post-buckling of functionally graded cylindrical shells under radial loads”, Composites Structures, 92, pp.1352-1357.

[3] H.S. Shen, J. Yang, S. Kitipornchai. (2010), “Post-buckling of internal pressure loaded FGM cylindrical shells surrounded by an elastic medium”, European Journal of Mechanic-A/Solids, 29, pp.448-460.

[4] E. Bagherizadeh, Y. Kiani, M.R. Eslami. (2011), “Mechanical buckling of functionally graded material cylindrical shells surrounded by Pasternak elastic foundation”, Composite Structures, 93, pp.3063-3071.

[5] M.M. Najafizadeh, A. Hasani, P. Khazaeinejad. (2009), “Mechanical stability of functionally graded stiffened cylindrical shells”, Applied Mathematical Modelling, 33, pp.1151-1157.

[6] N.D. Duc, H.V. Tung (2010), “Nonlinear response of pressure-loaded functionally graded cylindrical panels with temperature effects”, Compos Struct, 92: 1664-1672. 

[7] N.D. Duc, P.T. Thang, N.T. Dao, H.V. Tac (2015), “Nonlinear buckling of higher deformable S-FGM thick circular cylindrical shells with metal–ceramic–metal layers surrounded on elastic foundations in thermal environment”. Compos Struct 121, 134-141. 

[8] D.H. Bich, D.V. Dung, V.H. Nam, Ng. T. Phuong. (2013), “Nonlinear static and dynamical buckling analysis of imperfect eccentrically stiffened functionally graded circular cylindrical thin shells under axial compression”, International Journal of Mechanical Sciences, 74, pp.190-200.

[9] A.H. Sofiyev, Kuruoglu (2013), “Nonlinear buckling of an FGM truncated conical shells surrounded by an elastic medium”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 107, pp. 38-49.

[10] D.V. Dung, L.K. Hoa, N. T. Nga. (2014), “On the stability of functionally graded truncated conical shells reinforced by functionally graded stiffeners and surrounded by an elastic medium”, Composite Structures, 108, pp.77-90.

[11] D.V. Dung, L. Kh. Hoa. (2013), “Research on nonlinear torsional buckling and post-buckling of eccentrically stiffened functionally graded thin circular cylindrical shells”, Composites: Part B 51, pp. 300–309.

[12] D.V. Dung, D. Q. Chan (2017), “Analytical investigation on mechanical buckling of FGM truncated conical shells reinforced by orthogonal stiffeners based on FSDT”. Composite Structures 159: 827–841

[13] F. Tornabene, E. Viola. (2009), “Free vibration analysis of functionally graded panels and shells of revolution”. Meccanica, 44, pp. 255-281.

[14] M. Stein, J.A. McElma (1965), “Buckling of segments of toroidal shells”. AfAA J; 3: 1704-9.

[15] J.W. Hutchinson (1967), “Initial post-buckling behavior of toroidal shell segments“. Int J Solids Struct; 3: 97–115.

[16] J.N. Reddy (2004), “Mechanics of laminated composite plates and shells-Theory and Analysis”, CRC Press LLC.

[17] D.O. Brush, B.O. Almroth (1975), “Buckling of bars, plates and shells”. Mc Graw-Hill, New York.

[18] M. Eslami (2018), Buckling and Postbuckling of Beams, Plates, and Shells, Springer Int. Pub. AG, Gewer. 11, 6330 Cham, Switzerland.

[19]. P. Marti (2013), “Theory of Structures”. Wilhelm Ernst & Sohn, Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Rotherstr. 21, 10245 Berlin, German; First Edition.