2
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Vật liệu cơ tính biến thiên (Functionally Graded Material - FGM) là một
loại vật liệu composite tiên tiến, cấu thành từ hai pha vật liệu, có các đặc trưng
cơ học biến đổi trơn và liên tục, tránh được sự bong tách, tập trung ứng suất tại
các bề mặt tiếp xúc như thường xảy ra với các vật liệu composite truyền thống.
Vật liệu FGM được ứng dụng cho các bộ phận kết cấu công trình quan trọng
hay làm việc trong điều kiện khắc nghiệt trong các ngành công nghệ cao như
hàng không vũ trụ, chế tạo máy, ô tô, quang học, điện tử, kỹ thuật hạt nhân,…
Hầu hết các công trình đang sử dụng, kể cả các kết cấu bằng vật liệu FGM,
đều mang khuyết tật và hư hỏng. Hư hỏng trong công trình có hình thức rất đa
dạng và do nhiều nguyên nhân khác nhau. Trong các khuyết tật hư hỏng, vết
nứt là một dạng phổ biến, sự xuất hiện của chúng làm giảm độ cứng cục bộ,
thay đổi các đặc trưng động lực và ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của
công trình. Vì vậy đánh giá trạng thái kỹ thuật định kỳ hay liên tục các kết cấu
công trình quan trọng để phát hiện các khuyết tật, hư hỏng từ đó kiểm soát và
làm chậm sự phát triển đến mức nguy hiểm cũng như tiến hành các biện pháp
sửa chữa, bảo dưỡng phù hợp là rất cần thiết và mang lại lợi ích lớn.
Gần đây, các nhà khoa học trên thế giới và trong nước đã bắt đầu nghiên
cứu các bài toán phân tích ảnh hưởng của vết nứt và bài toán chẩn đoán vết nứt
trong kết cấu làm bằng vật liệu FGM bằng các phương pháp kiểm tra không phá
hủy (Non Destructive Testing - NDT) sử dụng các đặc trưng động học như tần
số, dạng dao động riêng, chuyển vị cưỡng bức,.... Tuy nhiên các tác giả thường
tập trung vào nghiên cứu kết cấu dầm đơn giản với số lượng vết nứt hạn chế,
đối với các kết cấu dầm phức tạp như dầm liên tục bằng vật liệu FGM nhiều vết
nứt còn chưa được nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng một mô hình dao động của kết cấu dầm bằng vật liệu FGM có
nhiều vết nứt theo phương pháp độ cứng động lực (ĐCĐL). Từ đó xây dựng
một số phương pháp chẩn đoán các tham số của vết nứt trên kết cấu dầm dựa
trên tần số, dạng dao động riêng hay chuyển vị động đo được.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu dầm là các dầm đơn giản và dầm liên tục
nhiều nhịp làm bằng vật liệu FGM có vết nứt ngang mở một phía.
Phạm vi nghiên cứu:
- Kết cấu dầm làm từ vật liệu FGM có cơ tính biến đổi theo chiều cao (P-
FGM) với các tham số vật liệu, hình học, liên kết là tiền định.
