Phân tích cơ nhiệt của dầm phân lớp chức năng chịu tải trọng điều hòa di động

Nghiên cứu phân tích cơ-nhiệt của dầm một nhịp bằng vật liệu phân lớp chức năng chịu tải trọng điều hòa di động với các điều kiện biên khác nhau. Nhóm tác giả Nguyễn Trọng Phước (Bộ môn Sức bền kết cấu, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP.HCM) và Nguyễn Đức Thành (Học viên Cao học Xây dựng Khóa 2, Trường Đại học Mở TP.HCM) đã trình bày chi tiết biến thiên nhiên nhiệt độ, các điều kiện ràng buộc, đặc trưng phân phối vật liệu đến phản ứng động của dầm.

Vật liệu phân lớp chức năng (Functionallly Graded Materials, FGM) là một dạng vật liệu composite được phát triển gần đây có một sống tính năng ưu việt và bắt đầu được ứng dụng trong các ngành kỹ thuật.

Nghiên cứu khảo sát ứng xử cơ–nhiệt của dầm phân lớp chức năng dựa trên lý thuyết dầm Timoshenko chịu tải trọng điều hòa di động. Đặc trưng vật liệu phân lớp chức năng của dầm biến thiên theo chiều cao bởi quy luật hàm mũ và phụ thuộc vào nhiệt độ. Phương trình chủ đạo được thiết lập dựa trên nguyên lý năng lượng với các hệ số nhân Lagrange thỏa các điều kiện biên khác nhau ở hai đầu dầm và được giải bằng phương pháp tích phân số Newmark trên toàn miền thời gian.

Kết quả phân tích cho thấy các thông số như sự phân phối vật liệu, tỷ lệ giữa chiều dài và chiều cao tiết diện dầm, sự biến thiên nhiệt độ có ảnh hưởng khá nhạy đến phản ứng cơ-nhiệt của dầm, khi nhiệt độ tăng thì tần số dao động tự do của dầm giảm và chuyển vị tăng lên đáng kể.