Nhu cầu cấp thiết về việc hiểu rõ và tối ưu hóa ứng xử của các vật liệu tiên tiến trong môi trường khắc nghiệt đã thúc đẩy PGS. TS. Hoàng Văn Tùng và các cộng sự tại Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội thực hiện đề tài "Ổn định nhiệt đàn hồi của tấm và vỏ nanocomposite có kể đến tính đàn hồi của liên kết biên". Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phân tích sâu rộng ứng xử vồng và sau vồng của các tấm và vỏ làm từ vật liệu nanocomposite gia cường ống các-bon nano cơ tính biến thiên (FG-CNTRC), chịu tải nhiệt và cơ-nhiệt, dù ở dạng đơn lớp hay sandwich. Đề tài cũng đặc biệt chú trọng nghiên cứu ổn định phi tuyến của các tấm và vỏ nanocomposite gia cường phiến graphene cơ tính biến thiên dưới tác động của tải nhiệt và cơ-nhiệt kết hợp. Ngoài ra, việc phân tích ảnh hưởng của tính đàn hồi của liên kết biên lên khả năng kháng vồng và chịu tải trong giai đoạn sau vồng của các kết cấu tấm vỏ nanocomposite là vô cùng cần thiết. Toàn bộ nghiên cứu còn nhằm đánh giá tương tác của các yếu tố quan trọng như dạng phân bố vật liệu, điều kiện tải trọng, tính không hoàn hảo hình dáng, nền đàn hồi và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của các tính chất vật liệu, tất cả đều ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định của tấm vỏ nanocomposit.

 

Sau một thời gian triển khai, đề tài đã đạt được nhiều kết quả nổi bật thể hiện qua các nội dung nghiên cứu và công bố khoa học.

Đề tài đã phân tích các yếu tố thực tiễn quan trọng như sự truyền nhiệt không đều, tính đàn hồi của liên kết biên và sự phụ thuộc nhiệt độ của vật liệu ảnh hưởng đến khả năng kháng vồng và chịu tải sau vồng của các kết cấu chịu tải nhiệt và cơ-nhiệt. Đặc biệt, nghiên cứu chỉ ra rằng tính đàn hồi của liên kết biên có tác động đáng kể đến ứng xử và khả năng chịu tải của kết cấu, đặc biệt là với panel trụ chịu tải nhiệt.

Ngoài ra, đề tài đã đề xuất một nghiệm độ võng dạng hai số hạng. Đây là một cách tiếp cận giải tích đơn giản và hiệu quả để nghiên cứu ổn định tuyến tính của các vỏ kín (dạng vỏ trụ và vỏ trống tương đối dày) dựa trên lý thuyết biến dạng trượt. Dạng nghiệm này cũng có thể mở rộng ứng dụng cho phân tích dao động của các loại vỏ tương tự.

Nghiên cứu cũng đi sâu phân tích chi tiết các ảnh hưởng của tính chất vật liệu và hình học, kiểu phân bố ống nano carbon (CNT), tỷ lệ thể tích CNT, nền đàn hồi, các mô hình sandwich, lỗ rỗng trong lớp thuần nhất và tính không hoàn hảo hình dáng kết cấu lên tải tới hạn và khả năng chịu tải của chúng. Thêm vào đó, đề tài đã phân tích ảnh hưởng của gân gia cường lệch tâm làm từ vật liệu nanocomposite lên sự ổn định của các tấm và vỏ FG-CNTRC và FG-GRC. Kết quả cho thấy việc bố trí gân hợp lý có thể cải thiện đáng kể hiệu quả kháng vồng đối với từng loại tải trọng.

Các kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và khả năng ứng dụng thực tiễn cao. Về mặt khoa học, đề tài góp phần giải đáp các câu hỏi về ảnh hưởng kết hợp của điều kiện ràng buộc dịch chuyển cạnh biên, hình dáng kết cấu và độ không hoàn hảo lên xu hướng ứng xử và khả năng mang tải của kết cấu. Đồng thời, nó đề xuất một cách tiếp cận giải tích đơn giản và hiệu quả để giải bài toán ổn định và dao động tuyến tính của các kết cấu dạng vỏ kín. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin giá trị và dự đoán tính ổn định nhiệt đàn hồi cho các kết cấu nanocomposite chịu tải nhiệt và cơ-nhiệt, từ đó hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế vật liệu và kết cấu, nâng cao tính an toàn.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21079/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

P.T.T (NASTIS)