Termoelastická stabilita nanokompozitních desek a skořepin s ohledem na elasticitu mezní vazby

Naléhavá potřeba porozumět a optimalizovat chování pokročilých materiálů v náročných podmínkách motivovala docenta Dr. Hoanga Van Tunga a jeho kolegy z Hanojské architektonické univerzity k realizaci projektu „Tepelně elastická stabilita nanokompozitních panelů a skořepin s ohledem na elasticitu mezních spár“.

Po určité době realizace projekt dosáhl mnoha vynikajících výsledků, které se projevily výzkumným obsahem a vědeckými publikacemi.

Hlavním cílem této studie je rozsáhlá analýza chování panelů a skořepin z nanokompozitů vyztužených uhlíkovými nanotrubicemi (FG-CNTRC) s proměnnými mechanickými vlastnostmi, které jsou vystaveny tepelnému a termomechanickému zatížení, ať už v monovrstvě nebo sendvičovém provedení. Zvláštní pozornost je věnována také studiu nelineární stability nanokompozitních panelů a skořepin s proměnnými mechanickými vlastnostmi vyztužených grafenem při kombinovaném tepelném a termomechanickém zatížení. Kromě toho je nezbytné analyzovat vliv elasticity hraničních spojů na únosnost nanokompozitních struktur panel-skořepina při vybočení a po vybočení. Celá studie si také klade za cíl vyhodnotit interakci důležitých faktorů, jako je rozložení materiálu, podmínky zatížení, tvarové nedokonalosti, elastické podloží a teplotní závislost materiálových vlastností, které všechny přímo ovlivňují stabilitu nanokompozitního panelu-skořepiny.

Studie analyzovala důležité praktické faktory, jako je nerovnoměrný přenos tepla, elasticita okrajových spojů a teplotní závislost materiálů ovlivňujících únosnost proti odvalování a po odvalování tepelně a termomechanicky zatížených konstrukcí. Studie zejména ukázala, že elasticita okrajových spojů má významný vliv na chování a únosnost konstrukce, zejména u tepelně zatížených válcových panelů.

Projekt dále navrhl dvoučlenné řešení průhybu. Jedná se o jednoduchý a efektivní analytický přístup ke studiu lineární stability uzavřených skořepin (válcových skořepin a relativně silných bubnových skořepin) založený na teorii smykové deformace. Tento typ řešení lze také rozšířit na vibrační analýzu podobných skořepin.

Studie také podrobně analyzovala vlivy materiálových vlastností a geometrie, distribučních vzorců uhlíkových nanotrubic (CNT), objemového podílu CNT, elastické matrice, sendvičových modelů, pórů v homogenních vrstvách a strukturálních tvarových nedokonalostí na jejich konečné zatížení a únosnost. Studie dále analyzovala vliv excentrických výztužných žeber vyrobených z nanokompozitních materiálů na stabilitu panelů a skořepin FG-CNTRC a FG-GRC. Výsledky ukázaly, že rozumné uspořádání žeber může významně zlepšit antivalící vlastnosti pro každý typ zatížení.

Tyto výsledky výzkumu mají vědecký význam a vysokou praktickou použitelnost. Z vědeckého hlediska téma přispívá k zodpovězení otázek týkajících se kombinovaného vlivu omezení posunutí hran, tvaru konstrukce a imperfekcí na chování a únosnost konstrukce. Zároveň navrhuje jednoduchý a efektivní analytický přístup k řešení problému stability a lineárního vibrování uzavřených skořepinových struktur. V praxi výsledky výzkumu poskytují cenné informace a předpovídají termoelastickou stabilitu nanokompozitních struktur vystavených tepelnému a termomechanickému zatížení, čímž podporují optimalizaci materiálového a konstrukčního návrhu a zlepšují bezpečnost.

Plné znění výzkumné zprávy (kód 21079/2022) je k dispozici na katedře informací a statistiky.

Vista.gov.vn

Zdroj: https://skhcn.daklak.gov.vn/on-dinh-nhiet-dan-hoi-cua-tam-va-vo-nanocomposite-co-ke-den-tinh-dan-hoi-cua-lien-ket-bien-19842.html