Luận án tiến sĩ Cơ học: Mô phỏng dao động của tấm mỏng kích cỡ na nô mét

Mục đích của đề tài là: Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn nguyên tử với hàm thế điều hòa (tuyến tính) để thiết lập ma trận khối lượng, đưa ra phương trình dao động tự do không cản của hệ. Từ đó, mô hình hóa và mô phỏng số tìm đặc trưng dao động tự do (tần số riêng và dạng dao động riêng) tuyến tính, không cản của các tấm và ống vật liệu na nô đơn lớp cấu trúc lục giác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án tiến sĩ Cơ học: Mô phỏng dao động của tấm mỏng kích cỡ na nô mét BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bùi Thanh LâmMÔ PHỎNG DAO ĐỘNG CỦA TẤM VÀ ỐNG NA NÔ ĐƠN LỚP LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bùi Thanh Lâm MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG CỦA TẤM VÀ ỐNG NA NÔ ĐƠN LỚPNgành : Cơ họcMã số : 9440109 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ MINH QUÝ Hà Nội – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trình bày trong luận án này được tôi nghiên cứu dướisự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê Minh Quý. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trongluận án là trung thực và chưa được tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh PGS.TS. Lê Minh Quý Bùi Thanh Lâm ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến thầy của tôi là PGS.TS. Lê MinhQuý – Bộ môn Cơ học vật liệu và kết cấu - Đại học Bách khoa Hà Nội. Thầy đã tận tìnhhướng dẫn, chỉ bảo và động viên trong suốt quá trình nghiên cứu để tôi có thể hoàn thànhluận án này. Tôi cũng xin được gửi lời cám ơn đến TS. Bùi Hải Lê, TS. Nguyễn Danh Trường - Đạihọc Bách khoa Hà Nội và các thành viên khác trong nhóm nghiên cứu đã giúp đỡ trongtrong suốt thời gian tôi thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Cơ học vật liệu và kết cấu, Viện Cơ khí, Viện Đào tạosau đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi, tận tình giúp đỡvà góp ý tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, 08/2018 Bùi Thanh Lâm iii MỤC LỤC TrangLỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. iLỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... iiMỤC LỤC ....................................................................................................................... iiiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................... vDANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. viDANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ..................................................................... viiGIỚI THIỆU ..................................................................................................................... 1CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ TẤM VÀ ỐNG NA NÔ CÓ CẤU TRÚC LỤC GIÁC ....................................................................................................... 41.1 Giới thiệu .................................................................................................................... 41.2 Cấu trúc hình học tấm và ống vật liệu na nô dạng lục giác ........................................ 81.3 Tổng quan về nghiên cứu dao động tự do của kết cấu na nô lục giác ...................... 131.4 Một số phương pháp tính toán vật liệu na nô ........................................................... 141.4.1 Phương pháp lý thuyết mật độ phiếm hàm ............................................................ 151.4.2 Mô phỏng động lực phân tử ................................................................................... 161.4.3 Phương pháp phần tử hữu hạn nguyên tử .............................................................. 171.5 Kết luận chương ........................................................................................................ 18CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CỦA TẤM VÀ ỐNG NA NÔ SỬ DỤNG MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN NGUYÊN TỬ ............................ 202.1 Cở sở lý thuyết phương pháp phần tử hữu hạn nguyên tử ........................................ 202.1.1 Thiết lập và giải phương trình trong AFEM .......................................................... 202.1.2 Phần tử trong AFEM.............................................................................................. 212.1.2.1 Xây dựng phần tử dựa trên hàm thế .................................................................... 212.1.2.1 Xây dựng phần tử dựa trên cấu trúc nguyên tử................................................... 232.1.2.3 Xây dựng phần tử sử dụng trong luận án ............................................................ 242.2 Mô hình phần tử hữu hạn nguyên tử với hàm thế điều hòa ...................................... 252.2.1 Thông số hàm thế điều hòa .................................................................................... 252.2.2 Mô hình cơ học phân tử ......................................................................................... 262.2.3 Ma trận độ cứng phần tử ........................................................................................ 272.2.3.1 Ma trận độ cứng của phần tử biến dạng dài hai nút ............................................ 272.2.3.2 Ma trận độ cứng của phần tử biến dạng góc ba nút .................................... ...