Tóm tắt luận án Tiến sĩ Cơ học: Xấp xỉ tương đương cơ tính vật liệu tổ hợp có các cốt liệu phức hợp

Mục tiêu của đề tài là xây dựng các công thức xấp xỉ sử dụng mô hình cốt tương đương để xác định các giá trị hiệu dụng của hệ số dẫn, hệ số đàn hồi vật liệu Composite với cốt phức hợp và áp dụng phương pháp số sử dụng phần tử hữu hạn (PTHH) tính toán cho một số mô hình vật liệu cụ thể.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Cơ học: Xấp xỉ tương đương cơ tính vật liệu tổ hợp có các cốt liệu phức hợp BỘ GIÁO DỤC VÀ VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------------- NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANGXẤP XỈ TƯƠNG ĐƯƠNG CƠ TÍNH VẬT LIỆU TỔ HỢP CÓ CÁC CỐT LIỆU PHỨC HỢP Chuyên ngành: Cơ học vật rắn Mã số: 944 01 07 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC HÀ NỘI 2020Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học 1: GS. TSKH. Phạm Đức ChínhNgười hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS. Trần Bảo ViệtPhản biện 1: GS. TS. Hoàng Xuân LượngPhản biện 2: PGS. TS. Nguyễn Trung KiênPhản biện 3:PGS. TS. Lã Đức ViệtLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấpHọc viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâmKhoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng… năm 2020Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận án Trong quá trình sản xuất vật liệu Composite do phản ứnghóa học giữa nền – cốt hoặc do kỹ thuật tráng sợi làm hình thànhpha trung gian (lớp vỏ bao quanh cốt – interface), mà trong luậnán gọi là vật liệu có cốt phức hợp. Cốt phức hợp được hiểu là cốtcùng lớp vỏ bao quanh cốt. Lớp vỏ này có cơ – lý tính khônggiống pha nền hay cốt và làm ảnh hưởng đến tính chất hiệu dụngvĩ mô của vật liệu. Khi đó, nếu sử dụng phương pháp đường baođể xác định các giá trị hiệu dụng thì các đường bao thường xanhau, ít có giá trị thực tế. Các phương pháp xấp xỉ trung bìnhphân tích theo mô hình trụ tròn hoặc hình cầu nhiều lớp tươngđối phức tạp khi dùng cho kỹ sư tính toán. Vì vậy, hướng nghiêncứu trong luận án tập trung vào việc xác định các tính chất cơ –lý tính vĩ mô vật liệu tổ hợp có cốt phức hợp, sử dụng phươngpháp cốt tương đương để đưa ra các công thức xấp xỉ đơn giảnphù hợp với kỹ sư để bước đầu đánh giá tính chất cơ tính của vậtliệu sử dụng . Mô phỏng số bằng phương pháp phần tử hữu hạncũng đươc áp dụng để kiểm nghiệm tính đúng đắn của công thứcxấp xỉ.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Xây dựng các công thức xấp xỉ sử dụng mô hình cốt tươngđương để xác định các giá trị hiệu dụng của hệ số dẫn, hệ số đànhồi vật liệu Composite với cốt phức hợp và áp dụng phương phápsố sử dụng phần tử hữu hạn (PTHH) tính toán cho một số môhình vật liệu cụ thể.3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án Xây dựng công thức xác định hệ số dẫn hiệu dụng của vậtliệu Composite cốt sợi phức hợp đồng phương, lớp vỏ bao quanhcốt đẳng hướng hoặc dị hướng (chương 2) Xây dựng được công thức xác định các mô đun đàn hồihiệu dụng của vật liệu Composite cốt hạt hình cầu phức hợp vàComposite cốt sợi phức hợp đồng phương (chương 3) Áp dụng phương pháp PTHH cho bài toán đồng nhất hóavà tính toán số cho một số dạng hình học tuần hoàn nhiều thànhphần (chương 4). 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Phân loại vật liệu Composite1.1.1. Theo hình dạng cốt liệu Theo hình dạng cốt liệu, Composite được chia làm hailoại là Composite cốt sợi và Composite cốt hạt.1.1.2. Theo bản chất vật liệu nền Theo bản chất của vật liệu nền, Composite có 3 dạng:Composite nền hữu cơ, Composite nền khoáng chất, Compositenền kim loại.1.2. Hệ số dẫn Hệ số dẫn nhiệt c, hệ số dẫn điện c, hệ số khuếch tán D, hệsố thấm nước k, hệ số điện môi (thấm điện) ϵ, hệ số thấm từ (độtừ thẩm) μ. Các hệ số dẫn có công thức toán học dạng giống nhauvà đều thỏa mãn phương trình cân bằng giống nhau. Vì thế trongluận án sử dụng hệ số dẫn nhiệt trong các tính toán và ví dụ minhhọa làm đặc trưng cho hệ số dẫn.1.3. Các mô đun đàn hồi Môđun đàn hồi Young E, mô đun đàn hồi trượt µ, mô đunđàn hồi thể tích k, hệ số Poisson ν.1.4. Phần tử thể tích đặc trưng Phần tử thể tích đặc trưng phải đủ lớn so với các cấu trúcvi mô để đại diện cho các tính chất của vật liệu thành phần vàđồng thời phải đủ nhỏ so với kích thước của vật thể để việc xácđịnh các tính chất vĩ mô có ý nghĩa. Hình 1.3 . Phần tử thể tích đặc trưng RVE 3Phần tử đặc trưng V được cấu thành bởi N thành phần chiếm cáckhông gian V  V có hệ số dẫn nhiệt c , mô đun đàn hồi k,  (α = 1,…, n).1.5. Các xấp xỉ và đánh giá xác định các giá trị hiệu dụng của vật liệu1.5.1. Phương pháp xấp xỉ trung bình1.5.1.1. Sơ đồ vi phân n  I cI  c Dc cI , c  dc 1  (1.34) dt 1   I t  1và hệ phương trình:  dk n  dt  1   t  I k I  k Dk k I ,  I , k ,   1  I  1   d  1     D k ,  , k ,   n I I  I I   dt 1   I t  1 n 0  t  1,  I   I (1.36)  1Với điều kiện ban đầu c0  cM , k 0  k M ,  0   MDc , Dk , D - tính theo ten xơ Eshelby tương ứng với cốt α.Giá trị hiệu dụng của các mô đun là lời giải của các phương trìnhtương ứng khi t=1.1.5.1.2. Phương pháp tự tương hợp n  I c I  c Dc c I ,c   0 (1.38)  1và hệ phương trình  n   I k I  k Dk k I ,  I , k ,    0  1 ...