Stabilność termosprężysta arkuszy i powłok nanokompozytowych z uwzględnieniem sprężystości wiązania granicznego

Pilna potrzeba zrozumienia i optymalizacji zachowania zaawansowanych materiałów w trudnych warunkach zmotywowała profesora nadzwyczajnego dr. Hoanga Van Tunga i jego współpracowników z Uniwersytetu Architektury w Hanoi do przeprowadzenia projektu „Termoelastyczna stabilność paneli i powłok nanokompozytowych z uwzględnieniem elastyczności złączy granicznych”.

Po okresie wdrażania projekt osiągnął wiele wybitnych wyników, co zostało potwierdzone badaniami naukowymi i publikacjami.

Głównym celem niniejszego badania jest dogłębna analiza wyboczenia i zachowania się po wyboczeniu paneli i powłok z nanokompozytu wzmocnionego nanorurkami węglowymi (FG-CNTRC) o zmiennych właściwościach mechanicznych, poddanych obciążeniom termicznym i termomechanicznym, zarówno w formie monowarstwowej, jak i warstwowej. Szczególną uwagę zwrócono również na badanie nieliniowej stabilności paneli i powłok z nanokompozytu wzmocnionego grafenem o zmiennych właściwościach mechanicznych pod łącznym obciążeniem termicznym i termomechanicznym. Ponadto, istotne jest przeanalizowanie wpływu sprężystości połączeń granicznych na nośność wyboczeniową i po wyboczeniu struktur nanokompozytowych panel-powłoka. Całe badanie ma również na celu ocenę interakcji ważnych czynników, takich jak rozkład materiału, warunki obciążenia, niedoskonałości kształtu, sprężyste podłoże i zależność temperaturowa właściwości materiału, które bezpośrednio wpływają na stabilność nanokompozytowego panelu-powłoki.

W badaniu przeanalizowano istotne czynniki praktyczne, takie jak nierównomierne przenikanie ciepła, sprężystość połączeń krawędziowych oraz zależność temperaturowa materiałów wpływająca na nośność konstrukcji obciążonych termicznie i termomechanicznie przed i po walcowaniu. W szczególności badanie wykazało, że sprężystość połączeń krawędziowych ma istotny wpływ na zachowanie i nośność konstrukcji, zwłaszcza w przypadku paneli cylindrycznych obciążonych termicznie.

Ponadto w projekcie zaproponowano dwuskładnikowe rozwiązanie ugięcia. Jest to proste i skuteczne podejście analityczne do badania liniowej stateczności powłok zamkniętych (powłok cylindrycznych i stosunkowo grubych powłok bębnowych) w oparciu o teorię odkształceń ścinających. Tego typu rozwiązanie można również rozszerzyć na analizę drgań podobnych powłok.

W badaniu szczegółowo przeanalizowano również wpływ właściwości i geometrii materiału, rozkładu nanorurek węglowych (CNT), udziału objętościowego CNT, matrycy sprężystej, modeli warstwowych, porów w warstwach jednorodnych oraz niedoskonałości kształtu strukturalnego na ich obciążenie graniczne i nośność. Ponadto, w badaniu przeanalizowano wpływ mimośrodowych żeber wzmacniających wykonanych z materiałów nanokompozytowych na stabilność paneli i powłok FG-CNTRC i FG-GRC. Wyniki pokazały, że rozsądne rozmieszczenie żeber może znacząco poprawić właściwości przeciwtoczne dla każdego rodzaju obciążenia.

Wyniki tych badań mają znaczenie naukowe i wysoką przydatność praktyczną. Z naukowego punktu widzenia, temat przyczynia się do odpowiedzi na pytania dotyczące łącznego wpływu ograniczeń przemieszczenia krawędzi, kształtu konstrukcji i niedoskonałości na zachowanie i nośność konstrukcji. Jednocześnie proponuje proste i skuteczne podejście analityczne do rozwiązania problemu stateczności i drgań liniowych konstrukcji o zamkniętej powłoce. W praktyce, wyniki badań dostarczają cennych informacji i pozwalają na prognozowanie termosprężystej stabilności struktur nanokompozytowych poddanych obciążeniom termicznym i termomechanicznym, wspierając tym samym optymalizację projektowania materiałów i konstrukcji, a tym samym poprawiając bezpieczeństwo.

Pełny tekst raportu z badań (kod 21079/2022) można znaleźć w Departamencie Informacji i Statystyki.

Vista.gov.vn

Source: 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