DAO ĐỘNG CỦA DẦM SANDWICH LÕI MỀM TRÊN NỀN ĐÀN HỒI NHỚT CHỊU LỰC TẬP TRUNG DI ĐỘNG ĐỀU

2014/12/19 15:30 - Nguồn : Mai Văn Bắc, Nguyễn Hoài Cương, Tạ Duy Hiển - Khoa Công Trình - ĐH GTVT

Tóm tắt:

 

Bài báo này trình bày cách tính toán dao động của dầm sandwich lõi mềm được mô tả như hệ dầm kép tiếp xúc nhau qua lớp đệm đàn hồi và đặt trên trên nền đàn hồi nhớt chịu tải trọng tập trung không khối lượng di động đều. Phương trình vi phân dao động được thiết lập dựa vào nguyên lý biến phân động học Hamilton. Thông qua việc giải phương trình vi phân dao động, tìm nghiệm gần đúng dạng chuỗi lượng giác, từ đó xác định các phản ứng dao động của dầm bằng cách sử dụng phương trình trạng thái. Đồng thời thiết lập các phương trình của phương pháp phần tử hữu hạn, từ đó tính toán các phản ứng dao động của hệ. Từ đó các kết quả tính được so sánh với nhau và cho thấy độ tin cậy của các phương pháp tính toán được đề xuất. Các phản ứng dao động với các tham số khác nhau được tính toán đồng thời ảnh hưởng của tham số của hệ đến dao động của dầm cũng được khảo sát.

 

Abstract:

 

This paper presents a method to analyse the dynamic response of sandwich beam, which has a soft core. The sandwich beam, is modeled as double beam connected through elastic springs, rests on the visco-elastic foundation, and subjected to a constant transverse moving load. The differential equation of vibration is established by using Hamilton’s principle. By using trigonometric series that are used to calculate beam’s response base on equation of state, the approximate solution is performed. Besides, finite element method is also used to solve for the response of this structure. The results, which are well compared with analytic analysis method, have shown a high realibility of the proposal method. Finally, the parametric study is performed to clarify the effect of variables to the dynamic response.

 

Từ khóa: Dầm sandwich lõi mềm, phương pháp giải tích, tải trọng di động, nền đàn nhớt.

 

1. Mở đầu

 

Dầm sandwich được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực kỹ thuật như xây dựng, cơ khí. Với các kết cấu sandwich, hầu hết các nghiên cứu đều giả thiết lớp lõi là không nén được, tức là không có biến dạng theo phương chiều dày kết cấu. Tuy nhiên, với kết cấu sandwich hiện đại, được chế tạo từ các lớp composite và lớp lõi rất nhẹ và mềm thì giả thiết này không phù hợp nữa bởi vì biến dạng theo phương chiều dày kết cấu là khá lớn. Với các kết cấu kiểu này thì lõi của chúng có thể coi là “lõi mềm” và “nén được”. Gần đây có một vài nghiên cứu đã tính toán các kết cấu sandwich với lõi mềm, nén được với giả thiết coi lớp vật liệu lõi như một lớp đệm đàn hồi. Như thế tấm hay dầm sandwich được coi như tấm hay dầm kép liên kết với nhau qua liên kết đàn hồi. Tiêu biểu như Thomsen [1], [2] đã nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm tấm sandwich với giả thiết lõi mềm như lớp đệm đàn hồi hai tham số.

 

Mời xem chi tiết trên Tạp chí Cầu đường Việt Nam số tháng 12 năm 2014