Tính toán ổn định của tấm nano chiều dày biến đổi có vết nứt và có xét đến ảnh hưởng của hiệu ứng flexo

Abstract

Việc tính toán ổn định của tấm nano có vết nứt đã nhận được rất nhiều sự quan tâm trong thời gian gần đây, đặc biệt là xét đến tấm có chiều dày biến đổi và hiệu ứng flexo. Công thức phần tử hữu hạn được thiết lập dựa vào lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất của Mindlin, vết nứt được mô phỏng dựa trên lý thuyết phase-field thông qua tham số phase-field, đây là cách tiếp cận kết cấu có vết nứt rất linh hoạt và có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác. Độ tin cậy của lý thuyết tính toán được kiểm chứng thông qua các so sánh với các kết quả đã công bố. Trên cơ sở đó, bài báo tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một vài tham số vật liệu, hình học đến đáp ứng ổn định của tấm, trong đó chiều dày của tấm biến đổi theo cả quy luật tuyến tính và phi tuyến, đây là các kết quả nghiên cứu thú vị, thể hiện rõ sự ảnh hưởng đồng thời của hiệu ứng flexo, quy luật biến đổi của chiều dày tấm đến tải tới hạn mất ổn định của tấm nano cũng như các dạng mất ổn định của tấm nano. Kết quả số chỉ ra rằng, khi tấm nano xuất hiện vết nứt thì nó nhanh bị mất ổn định hơn, ngược lại khi tăng hệ số flexo thì tấm cứng hơn và chịu lực tốt hơn. Nghiên cứu này tạo cơ sở khoa học giúp các nhà thiết kế, chế tạo tấm nano đưa ra các khuyến cáo sử dụng khi tấm xuất hiện các vết nứt