Tác giả | Trần Minh Tú |
ISBN | 978-604-82-1786-0 |
ISBN điện tử | 978-604-82- 6675-2 |
Khổ sách | 17 x 24 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2016 |
Danh mục | Trần Minh Tú |
Số trang | 303 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Do có nhiều ưu điểm so với vật liệu truyền thống, vật liệu composite được sử dụng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: hàng không giao thông vận tải, xây dựng dân dụng, công nghiệp đóng tàu, V.V.. Loại vật liệu này là lựa chọn lý tưởng cho những kết cấu đòi hỏi có độ cứng, độ bền riêng cao, khả năng kháng oxy hóa, trọng lượng nhẹ. Các nghiên cứu về vật liệu composite gồm nhiều chủ đề: quy trình sản xuất, chế tạo, tỉnh đàn hồi dị hướng, độ bền, cơ học vi mô, V.V..
Sự gia tăng ứng dụng của vật liệu composite đòi hỏi các kỹ sư phải có những kiến thức cơ bản phục vụ cho tỉnh toán và thiết kế các kết cấu làm bằng loại vật liệu mới này. Các nghiên cứu về ứng xử cơ học của vật liệu và kết cấu composite trở thành mối quan tâm đặc biệt của các kĩ sư thực hành cũng như các nhà nghiên cứu ở Việt Nam trong những năm gần đây.
Mục đích của cuốn sách này là trang bị cho sinh viên, học viên cao học và các kĩ sư những hiểu biết cần thiết nhất về vật liệu và kết cấu composite như: quan hệ ứng suất - biến dạng, tính chất cơ học của đơn lớp, ứng xử uốn, ổn định và dao động của dầm và tấm composite nhiều lớp. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, tỉnh toán bền, các ví dụ ứng dụng cũng như chương trình tính trên nền Matlab cũng được trình bày chi tiết.
Cuốn sách gồm 7 chương. Chương 1 giới thiệu tổng quát về vật liệu composite; chương 2 phân tích cơ học của đơn lớp vật liệu composite. Phân tích cơ học vi mô lớp vật liệu composite được trình bày trong chương 3, và phân tích cơ học vĩ mô vật liệu composite nhiều lớp được trình bày trong chương 4. Chương 5 phân tích kết cấu dầm composite nhiều lớp. Các phân tích về uốn, dao động và ổn định của kết cấu tấm composite nhiều lớp được trình bày trong hai chương cuối cùng (chương 6 và 7).
MỤC LỤC | |
Lời nói đầu | 3 |
Danh mục ký hiệu | 5 |
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE | |
1.1. Mở đầu | 7 |
1.2. Phân loại vật liệu composite | 7 |
1.3. Composite nền nhựa polymer | 8 |
Chương 2: PHÂN TÍCH CO HỌC LỚP VẬT LIỆU COMPOSITE | |
2.1. Mở đầu | 11 |
2.2. Quan hệ ứng suất biến dạng trong vật liệu đàn hồi tuyến tính | 12 |
2.2.1. Vật liệu dị hướng | 13 |
2.2.2. Vật liệu đơn nghiêng (monoclinic) | 13 |
2.2.3. Vật liệu trực hướng (orthotropic) | 14 |
2.2.4. Vật liệu đẳng hướng ngang | 14 |
2.2.5. Vật liệu đẳng hướng | 15 |
2.3. Vật liệu composite đồng phương đúng trục | 16 |
2.3.1. Quan hệ giữa các hằng số độ cứng và độ mềm với các hằng số đàn hồi kỹ thuật của lớp vật liệu composite trực hướng | 16 |
2.3.2. Quan hệ giữa các hằng số độ cứng và độ mềm với các hằng số đàn hồi kỹ thuật của lớp vật liệu composite đẳng hướng ngang | 17 |
2.3.3. Trạng thái ứng suất phẳng | 18 |
2.4. Vật liệu composite đồng phương lệch trục | 19 |
2.4.1. Ma trận chuyển đổi hệ trục tọa độ | 20 |
2.4.2. Ma trận độ cứng và ma trận độ mềm lệch trục của vật liệu composite trực hướng | 20 |
2.4.3. Ma trận độ cứng và ma trận mềm lệch trục của vật liệu composite | 21 |
2.4.4. Ma trận độ cứng thu gọn lệch trục (trực hướng và đẳng hướng ngang) | 23 |
2.4.5. Các hằng số đàn hồi kỹ thuật của composite lệch trục | 25 |
2.5. Thuyết bền | 26 |
2.5.1. Thuyết bền ứng suất lớn nhất | 27 |
2.5.2. Thuyết bền biến dạng lớn nhất | 28 |
2.5.3. Thuyết bền Tsai-Hill | 28 |
2.5.4. Thuyết bền Tsai-Wu | 29 |
2.6. ứng suất và biến dạng nhiệt ẩm trong đơn lớp vật liệu composite | 30 |
2.6.1. Quan hệ ứng suất - biến dạng có kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm | 30 |
2.6.2. Quan hệ ứng suất - biến dạng nhiệt ẩm của đơn lớp Composite đồng phương đứng trục | 31 |
2.6.3. Quan hệ ứng suất - biến dạng nhiệt ẩm cho lớp composite đồng phương lệch trục | 32 |
2.7. Ví dụ áp dụng | 33 |
Chương 3: PHÂN TÍCH CƠ HỌC VI MÔ LỚP VẬT LIỆU COMPOSITE | |
3.1. Mở đầu | 52 |
3.2. Tỉ lệ thể tích, tỉ lệ khối lượng, bọt khí (void content) | 52 |
3.2.1. Tỉ lệ thể tích | 52 |
3.2.2. Tỷ lệ khối lượng | 53 |
3.2.3. Khối lượng riêng | 54 |
3.2.4. Bọt khí (void content) | 54 |
3.3. Xác định các hằng số đàn hồi | 55 |
3.3.1. Mô hình cơ học vật liệu | 55 |
3.3.2. Mô hình bán kinh nghiệm | 56 |
3.3.3. Mô hình.đàn hồi | 57 |
3.4. Độ bền phá hủy của lớp composite đồng phương | 59 |
3.4.1. Độ bền phá hủy kéo theo phương dọc | 60 |
3.4.2. Độ bền phá hủy nén theo phương dọc | 60 |
3.4.3. Độ bền phá hủy kéo theo phương ngang | 61 |
3.4.4. Độ bền phá hủy nén theo phương ngang | 62 |
3.4.5. Độ bền phá hủy cắt | 62 |
3.5. Hệ số giãn nở nhiệt | 62 |
3.6. Hệ số trương nở ẩm | 63 |
3.7, Ví dụ áp dụng | 64 |
Chương 4: PHÂN TÍCH CƠ HỌC VĨ MỞ VẬT LIỆU COMPOSITE NHIỀU LỚP | |
4.1. Mở đầu | 67 |
4.2. Cấu trúc của vật liệu composite nhiều lớp cốt sợi đồng phương | 67 |
4.3. Lý thuyết tấm nhiều lớp cổ điển - các phương trình cơ bản | 69 |
4.3.1. Sơ đồ và ký hiệu tấm composite nhiều lớp | 69 |
4.3.2. Giả thuyết Kirchhoff | 70 |
4.3.3. Trường chuyển vị | 70 |
4.3.4. Trường biến dạng | 71 |
4.3.5. Trường ứng suất | 73 |
4.3.6. Các thành phần nội lực (nội lực trên 1 đơn vị chiều dài) | 74 |
4.3.7. Hệ phương trình cân bằng | 76 |
4.3.8. Phương trình cân bằng theo chuyển vị khi kể đến các thành phần biến dạng phi tuyến | 77 |
4.3.9. Phương trình cân bằng theo chuyển vị khi bỏ qua các thành phần biến dạng phi tuyến | 79 |
4.4. Phân loại composite nhiều lớp - ảnh hưởng của ma trận [A], [B], [D] | 80 |
4.4.1. Composite nhiều lớp đối xứng (symmetric) | 80 |
4.4.2. Composite nhiều lớp phản đối xứng (anti-symmetric) | 81 |
4.4.3. Composite nhiều lớp vuông góc (cross-ply) | 82 |
4.4.4. Composite nhiều lớp xiên góc (Angle-ply) | 82 |
4.4.5. Composite nhiều lớp cân bằng (balanced) | 83 |
4.4.6. Composite nhiều lớp đẳng hướng | 83 |
4.4.7. Composite nhiều lớp tương tự đẳng hướng (quasi-isotropic) | 84 |
4.5. Phân tích phân tố tấm composite nhiều lớp chịu tác dụng của tải trọng cơ học | 84 |
4.6. Ví dụ áp dụng | 85 |
4.7. Hệ phương trình cơ bản của tấm theo lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất (Reissner-Mindlin) | 103 |
4.7.1. Trường chuyển vị | 103 |
4.7.2. Trường biến dạng | 103 |
4.7.3. ứng suất và nội lực | 105 |
4.7.4. Hệ phương trình cân bằng | 107 |
4.7.5. Phương trình cân bằng theo chuyển vị khi không kể đến các thành phần biến dạng phi tuyến | 107 |
4.8. Ảnh hưởng nhiệt-ẩm trong vật liệu composite nhiều lớp | 109 |
4.8.1. Trường biến dạng nhiệt ẩm | 109 |
4.8.2. Trường ứng suất | 111 |
4.8.3. Trường nội lực | 111 |
4.9. Điều kiện bền của vật liệu composite nhiều lớp | 120 |
Chương 5: PHÂN TÍCH KẾT CẨU DẦM COMPOSITE LỚP | |
5.1. Mở đầu | 121 |
5.2. Phân tích kết cấu dầm nhiều lớp theo lý thuyết tấm cổ điển | 122 |
5.2.1 . Các phương trình eơ bản | 122 |
5.2.2. Dầm composite lớp chịu uốn | 124 |
5.2.3. Ón định của dầm composite lớp | 132 |
5.2.4. Dao động tự do của dầm composite lớp | 134 |
5.3. Phân tích dầm composite lớp theo lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất (FSDT) | 138 |
5.3.1. Phương trình quan hệ | 138 |
5.3.2. Dầm composite lớp chịu uốn | 140 |
5.3.3. Ổn định của dầm composite lớp | 148 |
5.3.4. Dao động của dầm composite lớp | 153 |
Chương 6: PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM COMPOSITE LỚP THEO LÝ THUYẾT TẤM CỒ ĐIÊN (KIRCHHOFF) | |
6.1. Mở đầu | 159 |
6.2. Nghiệm navier và điều kiện biên | 159 |
6.3. Lời giải navier cho tấm composite lớp trực hướng đặc biệt theo lý thuyết tấm cổ điển kirchhoff | 162 |
6.3.1. Tấm chữ nhật composite lớp trực hướng đặc biệt chịu uốn | 162 |
6.3.2. Ổn định tấm composite lớp trực hướng đặc biệt | 173 |
6.4. Lời giải navier cho tấm composite lớp phản xứng vuông góc theb lý thuyết tấm cổ điển kirchhoff | 186 |
6.4.1. Điều kiện biên khớp Kl- Lời giải Navier | 186 |
6.4.2. Tấm composite lớp phản xứng vuông góc chịu uốn | 188 |
6.4.3. Ốn định của tấm composite lớp phản xứng vuông góc | 197 |
6.4.4. Dao động riêng của tấm composite lớp phản xứng vuông góc | 203 |
6.5. Lời giải navier cho tấm composite lớp phản xứng xiên góc theo lý thuyết tấm cổ điển (kirchhoff) | 208 |
6.5.1. Điều kiện biên khớp K2- Lời giải Navier | 208 |
6.5.2. Tấm composite lớp phản xứng xiên góc chịu uốn | 210 |
6.5.3. Ổn định của tấm composite phản xứng xiên góc | 219 |
6.5.4. Dao động riêng của tấm composite lớp phản xứng xiên góc | 223 |
Chương 7: PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM COMPOSITE LỚP THEO LÝ THUYẾT CHUYÊN VỊ BẬC NHẤT (FSDT) | |
7.1. Mở đầu | 230 |
7.2. Lời giải navier cho tấm composite lớp phản xứng vuông góc | 232 |
7.2.1. Điều kiện biên khớp Kl- Lời giải Navier | 232 |
7.2.2. Tấm composite lớp phản xứng vuông góc chịu uốn | 234 |
7.2.3. Ốn định của tấm composite lớp phản xứng vuông góc | 250 |
7.2.4. Dao động riêng của tẩm composite lớp phản xứng vuông góc | 258 |
7.3. Lời giải navier cho tấm composite lớp phản xứng xiên góc | 264 |
7.3.1. Điều kiện biên khớp K2- Lời giải Navier | 264 |
7.3.2. Tấm composite lớp phản xứng xiên góc chịu uốn | 267 |
7.3.3. Ốn định của tấm composite lớp phản xứng xiên góc | 278 |
7.3.4. Dao động riêng của tấm composite lớp phản xứng xiên góc | 287 |