Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu động lực học phi tuyến của cấu kiện kết cấu công trình dạng tấm và vỏ làm bằng vật liệu composite gia cường graphene

Trong bối cảnh nhu cầu về các kết cấu hiệu suất cao ngày càng tăng, việc nghiên cứu các vật liệu tiên tiến trở nên cấp thiết. Vật liệu nanocomposite, đặc biệt là loại gia cường graphene (FG-GPLRC), đang mở ra những triển vọng lớn nhờ vào tính chất cơ học vượt trội. Tuy nhiên, hành vi động lực học phi tuyến của các cấu kiện kết cấu dạng tấm và vỏ làm từ những vật liệu này, đặc biệt dưới tác động của các tải trọng phức tạp, vẫn đòi hỏi sự tìm hiểu sâu rộng. Nghiên cứu này đặt mục tiêu phân tích toàn diện dao động và ổn định động phi tuyến của các cấu kiện tấm và vỏ FG-GPLRC, bao gồm cả cấu hình có sườn tăng cứng, lõi Auxetic và lớp áp điện, nhằm đóng góp vào việc tối ưu hóa thiết kế và nâng cao độ bền của các kết cấu trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư kết cấu, kỹ sư vật liệu và sinh viên sau đại học trong các lĩnh vực kỹ thuật xây dựng, cơ khí và vật liệu, quan tâm đến động lực học kết cấu, vật liệu tiên tiến và phân tích phi tuyến.

Luận án tập trung vào việc nghiên cứu động lực học phi tuyến của các cấu kiện kết cấu dạng tấm và vỏ được chế tạo từ vật liệu composite gia cường graphene (FG-GPLRC), một loại vật liệu cơ tính biến thiên mang lại hiệu suất cao. Nghiên cứu này phát triển các mô hình phân tích chi tiết cho nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm tấm và vỏ có độ cong phức tạp, panel có sườn tăng cứng trực giao hoặc xiên, panel lõi Auxetic, panel rỗng và các cấu kiện tích hợp lớp áp điện. Phương pháp tiếp cận chủ yếu dựa trên việc thiết lập các phương trình cơ bản, điều kiện biên và xấp xỉ hàm ứng suất, sau đó áp dụng các tiêu chuẩn phân tích dao động và ổn định động phi tuyến. Kết quả nghiên cứu cung cấp những hiểu biết sâu sắc về ảnh hưởng của các yếu tố như quy luật phân bố graphene, thông số hình học, hệ số rỗng, đặc tính của lõi Auxetic và điện áp của lớp áp điện đến tần số dao động riêng, đáp ứng dao động phi tuyến và tải tới hạn. Những phát hiện này không chỉ kiểm tra độ tin cậy của các mô hình mà còn khám phá mối quan hệ biên độ - tần số và hành vi sau mất ổn định động. Giá trị ứng dụng của luận án nằm ở việc cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc và các công cụ mô hình hóa hiệu quả, giúp các kỹ sư thiết kế tối ưu hóa cấu kiện bằng vật liệu tiên tiến, đảm bảo khả năng chịu tải và ổn định trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, từ đó nâng cao độ an toàn và tuổi thọ công trình.