Термоупругая устойчивость нанокомпозитных листов и оболочек с учетом упругости граничной связи

Острая необходимость в понимании и оптимизации поведения современных материалов в суровых условиях побудила доцента, доктора Хоанг Ван Туна и его коллег из Ханойского архитектурного университета реализовать проект «Термоупругая устойчивость нанокомпозитных панелей и оболочек с учетом упругости граничных соединений».

После определенного периода реализации проект достиг множества выдающихся результатов, подтвержденных исследовательским контентом и научными публикациями.

Основная цель данного исследования состоит в том, чтобы всесторонне проанализировать поведение при выпучивании и после выпучивании панелей и оболочек из нанокомпозита с переменными механическими свойствами, армированного углеродными нанотрубками (FG-CNTRC), подвергаемых термическому и термомеханическому нагружению, будь то в монослойной или сэндвич-форме. Особое внимание также уделяется изучению нелинейной устойчивости панелей и оболочек из нанокомпозита с переменными механическими свойствами, армированного графеном, при комбинированном термическом и термомеханическом нагружении. Кроме того, необходимо проанализировать влияние упругости граничных соединений на несущую способность нанокомпозитных панелей и оболочек при выпучивании и после выпучивании. Все исследование также направлено на оценку взаимодействия важных факторов, таких как распределение материала, условия нагружения, несовершенства формы, упругие основания и температурная зависимость свойств материала, которые напрямую влияют на устойчивость нанокомпозитной панели и оболочки.

В исследовании проанализированы важные практические факторы, такие как неравномерность теплопередачи, эластичность краевых соединений и температурная зависимость материалов, влияющих на несущую способность конструкций, подверженных термической и термомеханической нагрузке, против скатывания и после скатывания. В частности, исследование показало, что эластичность краевых соединений оказывает существенное влияние на поведение и несущую способность конструкции, особенно для термонагруженных цилиндрических панелей.

Кроме того, в проекте предложено решение для двухчленного прогиба. Это простой и эффективный аналитический подход к исследованию линейной устойчивости замкнутых оболочек (цилиндрических и относительно толстых барабанных) на основе теории сдвиговых деформаций. Этот тип решения также может быть распространён на анализ колебаний подобных оболочек.

В исследовании также подробно проанализировано влияние свойств и геометрии материала, распределения углеродных нанотрубок (УНТ), объёмной доли УНТ, упругой матрицы, сэндвич-моделей, пор в однородных слоях и дефектов формы конструкции на их предельную нагрузку и несущую способность. Кроме того, в исследовании проанализировано влияние эксцентричных армирующих рёбер из нанокомпозитных материалов на устойчивость панелей и оболочек из FG-CNTRC и FG-GRC. Результаты показали, что рациональное расположение рёбер может значительно улучшить характеристики сопротивления качению при каждом типе нагрузки.

Результаты этих исследований имеют научную значимость и высокую практическую применимость. С научной точки зрения, данная тема способствует поиску ответов на вопросы о совокупном влиянии ограничений смещения кромок, формы конструкции и несовершенств на поведение и несущую способность конструкции. В то же время, предлагается простой и эффективный аналитический подход к решению проблемы устойчивости и линейных колебаний конструкций с замкнутыми оболочками. На практике результаты исследований предоставляют ценную информацию и позволяют прогнозировать термоупругую устойчивость нанокомпозитных конструкций, подверженных термическим и термомеханическим нагрузкам, что способствует оптимизации материалов и конструкции, повышая безопасность.

Полный текст исследовательского отчета (код 21079/2022) можно найти в Департаменте информации и статистики.

Vista.gov.vn

Источник: 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