Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo

Phản ứng tạm thời và dao động miễn phí của các tấm composite gia cố bằng CNT đã được nén ban đầu

Vietnam Journal of Mechanics - Trang - 2024

Nguyen Van Thinh¹, Nguyen Dong Anh², Le Thi Nhu Trang³, Hoang Van Tung⁴

¹\(^1\) Faculty of Civil Engineering, University of Transport Technology, Hanoi, Vietnam \(^2\) Graduate University of Science and Technology, VAST, Hanoi, Vietnam

²\(^3\) Institute of Mechanics, VAST, Hanoi, Vietnam \(^4\) Univeristy of Engineering and Technology, VNU, Hanoi, Vietnam

³\(^1\) Faculty of Civil Engineering, University of Transport Technology, Hanoi, Vietnam

⁴\(^5\) Faculty of Civil Engineering, Hanoi Architectural University, Hanoi, Vietnam

Tóm tắt

Bài báo này nghiên cứu về dao động tự do tuyến tính và phản ứng tạm thời phi tuyến của các tấm composite gia cố bằng ống nano carbon (CNT) chịu tải nén trước trong môi trường nhiệt độ. CNT được gia cố vào ma trận theo cách phân bố đồng nhất và phân bố theo độ dốc chức năng. Các tính chất của vật liệu cấu thành được cho là phụ thuộc vào nhiệt độ, trong khi các tính chất hiệu quả của nanocomposite được xác định bằng cách sử dụng quy tắc trộn mở rộng. Các phương trình điều khiển được thiết lập trong khuôn khổ lý thuyết tấm cổ điển kết hợp phi tuyến tính von Kármán và sự không hoàn hảo hình học ban đầu. Các giải pháp phân tích về độ cong và chức năng căng thẳng được giả định để thỏa mãn các điều kiện biên hỗ trợ đơn giản, và phương pháp Galerkin được áp dụng để thu được phương trình vi phân theo thời gian bao gồm cả các thành phần phi tuyến bậc hai và bậc ba. Phương pháp tích phân số bậc bốn Runge-Kutta được sử dụng để xác định phản ứng độ cong - thời gian của các tấm nanocomposite. Các phân tích số được trình bày để xem xét ảnh hưởng của phân tỷ lệ thể tích CNT, phân bố CNT, tải nén ban đầu, sự không hoàn hảo hình học, nhiệt độ cao và hình học tấm lên tần số tự nhiên và phản ứng động phi tuyến của các tấm nanocomposite. Nghiên cứu cho thấy tần số tự nhiên và độ cong động giảm mạnh và tăng lên khi tải nén ban đầu được tăng lên, tương ứng. Kết quả số cũng cho thấy tần số tự nhiên tăng lên và độ cong động giảm khi tăng tỷ lệ phần trăm thể tích của CNT, tương ứng.

Từ khóa

#Composite gia cố bằng CNT #tải trọng ban đầu #dao động tự do #phản ứng tạm thời phi tuyến #sai lệch hình học

Tài liệu tham khảo

[1] H.-S. Shen. Nonlinear bending of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates in thermal environments. Composite Structures, 91, (2009), pp. 9–19. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2009.04.026.

[2] P. Zhu, Z. X. Lei, and K. M. Liew. Static and free vibration analyses of carbon nanotube-reinforced composite plates using finite element method with first order shear deformation plate theory. Composite Structures, 94, (2012), pp. 1450–1460. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.11.010.

[3] Z. X. Lei, K. M. Liew, and J. L. Yu. Free vibration analysis of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates using the element-free kp-Ritz method in thermal environment. Composite Structures, 106, (2013), pp. 128–138. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2013.06.003.

[4] B. A. Selim, L. W. Zhang, and K. M. Liew. Vibration analysis of CNT reinforced functionally graded composite plates in a thermal environment based on Reddy’s higher-order shear deformation theory. Composite Structures, 156, (2016), pp. 276–290. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.10.026.

[5] L. W. Zhang, W. C. Cui, and K. M. Liew. Vibration analysis of functionally graded carbon nanotube reinforced composite thick plates with elastically restrained edges. International Journal of Mechanical Sciences, 103, (2015), pp. 9–21. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2015.08.021.

[6] E. Abdollahzadeh Shahrbabaki and A. Alibeigloo. Three-dimensional free vibration of carbon nanotube-reinforced composite plates with various boundary conditions using Ritz method. Composite Structures, 111, (2014), pp. 362–370. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.01.013.

[7] Y. Kiani. Free vibration of functionally graded carbon nanotube reinforced composite plates integrated with piezoelectric layers. Computers & Mathematics with Applications, 72, (2016), pp. 2433–2449. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2016.09.007.

[8] M. Wang, Z.-M. Li, and P. Qiao. Semi-analytical solutions to buckling and free vibration analysis of carbon nanotube-reinforced composite thin plates. Composite Structures, 144, (2016), pp. 33–43. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.02.025.

[9] N. D. Duc, J. Lee, T. Nguyen-Thoi, and P. T. Thang. Static response and free vibration of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite rectangular plates resting on Winkler–Pasternak elastic foundations. Aerospace Science and Technology, 68, (2017), pp. 391–402. https://doi.org/10.1016/j.ast.2017.05.032.

[10] B. Karami, D. Shahsavari, and M. Janghorban. A comprehensive analytical study on functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates. Aerospace Science and Technology, 82–83, (2018), pp. 499–512. https://doi.org/10.1016/j.ast.2018.10.001.

[11] M. Bouazza and A. M. Zenkour. Vibration of carbon nanotube-reinforced plates via refined nth-higher-order theory. Archive of Applied Mechanics, 90, (2020), pp. 1755–1769. https://doi.org/10.1007/s00419-020-01694-3.

[12] K. Mehar, S. K. Panda, A. Dehengia, and V. R. Kar. Vibration analysis of functionally graded carbon nanotube reinforced composite plate in thermal environment. Journal of Sandwich Structures & Materials, 18, (2015), pp. 151–173. https://doi.org/10.1177/1099636215613324.

[13] P. Shi. Three-dimensional isogeometric analysis of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates. Archive of Applied Mechanics, 92, (2022), pp. 3033–3063. https://doi.org/10.1007/s00419-022-02224-z.

[14] Z.-X. Wang and H.-S. Shen. Nonlinear vibration of nanotube-reinforced composite plates in thermal environments. Computational Materials Science, 50, (2011), pp. 2319–2330. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.03.005.

[15] H. Tang and H.-L. Dai. Nonlinear vibration behavior of CNTRC plate with different distribution of CNTs under hygrothermal effects. Aerospace Science and Technology, 115, (2021). https://doi.org/10.1016/j.ast.2021.106767.

[16] J. R. Cho. Nonlinear free vibration of functionally graded CNT-reinforced composite plates. Composite Structures, 281, (2022). https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.115101.

[17] Z.-X. Wang and H.-S. Shen. Nonlinear dynamic response of nanotube-reinforced composite plates resting on elastic foundations in thermal environments. Nonlinear Dynamics, 70, (2012), pp. 735–754. https://doi.org/10.1007/s11071-012-0491-2.

[18] Z. X. Lei, L. W. Zhang, and K. M. Liew. Elastodynamic analysis of carbon nanotube-reinforced functionally graded plates. International Journal of Mechanical Sciences, 99, (2015), pp. 208–217. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2015.05.014.

[19] A. Frikha, S. Zghal, and F. Dammak. Dynamic analysis of functionally graded carbon nanotubes-reinforced plate and shell structures using a double directors finite shell element. Aerospace Science and Technology, 78, (2018), pp. 438–451. https://doi.org/10.1016/j.ast.2018.04.048.

[20] P. Phung-Van, M. Abdel-Wahab, K. M. Liew, S. P. A. Bordas, and H. Nguyen-Xuan. Isogeometric analysis of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates using higher-order shear deformation theory. Composite Structures, 123, (2015), pp. 137–149. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.12.021.

[21] V. N. Van Do, J.-T. Jeon, and C.-H. Lee. Dynamic analysis of carbon nanotube reinforced composite plates by using Bézier extraction based isogeometric finite element combined with higher-order shear deformation theory. Mechanics of Materials, 142, (2020). https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2019.103307.

[22] L. T. Nhu Trang and H. Van Tung. Tangential edge constraint sensitivity of nonlinear stability of CNT-reinforced composite plates under compressive and thermomechanical loadings. Journal of Engineering Mechanics, 144, (2018). https://doi.org/10.1061/(asce)em.1943- 7889.0001479.

[23] N. D. Anh, N. V. Thinh, and H. V. Tung. Thermoelastic nonlinear vibration and dynamical response of geometrically imperfect carbon nanotube-reinforced composite plates on elastic foundations including tangential edge constraints. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 37, (2023), pp. 1067–1093. https://doi.org/10.1177/08927057231191454.

[24] N. D. Anh, N. Van Thinh, and H. Van Tung. Nonlinear thermomechanical vibration of initially stressed functionally graded plates with porosities. ZAMM - Journal of Applied Mathematics and Mechanics / Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 104, (2023). https://doi.org/10.1002/zamm.202300528.

[25] H. V. Tung. Thermal buckling and postbuckling behavior of functionally graded carbon-nanotube-reinforced composite plates resting on elastic foundations with tangential-edge restraints. Journal of Thermal Stresses, 40, (2016), pp. 641–663. https://doi.org/10.1080/01495739.2016.1254577.

Scholar Hub - Công cụ hỗ trợ trích dẫn và phân tích khoa học Việt Nam

Về chúng tôi

Scholar Hub là công cụ hỗ trợ trích dẫn và phân tích các bài báo, công bố khoa học Việt Nam. Công cụ trợ giúp người nghiên cứu, tạp chí, đơn vị nghiên cứu tra cứu, phân tích và thống kê dữ liệu nghiên cứu khoa học tại Việt Nam và quốc tế.
ScholarHub KHÔNG đăng thông tin tổng hợp, KHÔNG đăng lại nội dung từ các trang báo chí Việt Nam hoặc trang thông tin điện tử khác tại Việt Nam.

Thông tin, cập nhật

Đăng ký Tạp chí tham gia vào Scholar Hub

Phản hồi ý kiến về Scholar Hub

Bài viết, nội dung cập nhật

Chủ đề khoa học

Website liên kết

Phần mềm kiểm tra trùng lặp Kiểm Tra Tài Liệu

Phần mềm xuất bản tạp chí điện tử VOJS

Công cụ kiểm tra chính tả và thể thức Viver

Nền tảng trắc nghiệm và đề thi đa lĩnh vực LetQA