Phân tích dao động tự do của tấm cơ tính biến thiên có vết nứt với chiều dày thay đổi theo lý thuyết Phase-field

  • Phạm Minh Phúc

    Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội.
    Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Hà Nội.
Email: phamminhphuc@utc.edu.vn
Từ khóa: Tấm FGM, chiều dày thay đổi, vết nứt, dao động tự do, phần tử hữu hạn, lý thuyết phase field.

Tóm tắt

Bài báo sử dụng lý thuyết phase field, lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất và phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích dao động của tấm chữ nhật có vết nứt ở tâm. Tấm làm bằng vật liệu có cơ tính biến thiên (functionally graded materials – FGM) với quy luật phân bố thể tích theo hàm mũ và chiều dày tấm thay đổi tuyến tính. Để kiểm tra độ tin cậy của thuật toán và chương trình tính, kết quả số được so sánh với bài báo uy tín đã công bố. Bài báo khảo sát ảnh hưởng của vết nứt (chiều dài, góc nghiêng), chỉ số mũ vật liệu và tỉ lệ chiều dày của tấm tới tần số dao động riêng của tấm. Cuối bài báo, trình bày một vài hình ảnh về dạng dao động của tấm khi có vết nứt.

Tài liệu tham khảo

[1] S.Natarajan, P.M. Baiz, S.Bordas, T.Rabczuk, P. Kerfriden, Natural frequencies of cracked functionally graded material plates by the extended finite element method, Composite Structures, 93 (2011) 3082–3092. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.04.007
[2] Loc V. Tran, Hung Anh Ly, M. Abdel Wahab, H.Nguyen-Xuan, Vibration analysis of cracked FGM plates using higher-order shear deformation theory and extended isogeometric approach, International Journal of Mechanical Sciences, 96 (2015) 65-78. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2015.03.003
[3] Phuc P.M, Duc N.D, The effect of cracks on the stability of the functionally graded plates with variable-thickness using HSDT and phase-field theory, Composites Part B: Engineering 175 (2019) 107086. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107086
[4] Shufrin I, Eisenberger M, Vibration of shear deformable plates with variable thickness – first-order and higher-order analyses, J Sound Vib, 290 (2006) 465–89.
[5] M. Bacciocchi et al., Vibration analysis of variable thickness plates and shells by the Generalized Differential Quadrature method, Composite Structures, 156 (2016) 218-237.
[6] Phuc P.M, Thom D.V, Duc D.H, Duc N.D, The stability of cracked rectangular plate with variable thickness using phase field method, Thin-Walled Structures, 129 (2018) 157-65.
[7] Yang. J, Liew. K, Kitipornchai. S, Second-order statistics of the elastic buckling of functionally graded rectangular plates, Compos Sci Technol, 65 (2005) 1165–1175. https://doi.org/10.1016/j.tws.2018.03.028
[8] Duc. HD, Thom. VD, Phuc. MP, Duc. ND, Validation simulation for free vibration and buckling of cracked Mindlin plates using phase-feld method, Mech Adv Mater Struct 26 (2018), pp. 1018–1027
[9] Ulmer. H, Hofacker. M, Miehe. C, Phase feld modeling of fracture in plates and shells, Proc Appl Math Mech, 12 (2010) 171–172
[10] Duc. HD, Tinh. BQ, Thom. VD, Duc. ND, A rate-dependent hybrid phase field model for dynamic crack propagation, J Appl Phys, 122 (2017) 102-115.
[11] M.J. Borden et al., A phase-field description of dynamic brittle fracture, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 217-220 (2012) 77–95. https://doi.org/10.1016/j.cma.2012.01.008

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
24/07/2019
Nhận bài sửa
12/09/2019
Chấp nhận đăng
12/09/2019
Xuất bản
15/11/2019
Chuyên mục
Công trình khoa học