Ảnh hưởng nhiệt độ-độ ẩm đến ứng xử tĩnh của tấm FGM có vi bọt rỗng

The hygro-thermal effect on static behavior of functionally graded plate with porosities

Abstract

Vật liệu có cơ tính biến thiên (functionally graded materials – FGMs) là loại composite thế hệ mới có cơ tính biến đổi trơn và liên tục theo một phương nhất định trong cấu trúc, vì thế tránh được sự bong tách, cũng như sự tập trung ứng suất tại bề mặt tiếp xúc, điều thường xảy ra ở vật liệu composite truyền thống. Bài báo tiến hành phân tích tĩnh tấm FGM có vi bọt rỗng theo lý thuyết biến dạng cắt bậc ba (TSDT), chịu tải trọng cơ-nhiệt-ẩm. Các dạng tấm FGM được xét đến là FGM hoàn hảo (không có vi bọt rỗng), FGM có vi bọt rỗng phân bố đều (FGMPo-1) và FGM có vi bọt rỗng phân bố không đều (FGMPo-2). Hệ phương trình cân bằng được thiết lập theo theo nguyên lý cực tiểu thế năng toàn phần và giải bằng cách sử dụng nghiệm Navier cho tấm chữ nhật liên kết khớp trên chu vi. Ảnh hưởng của vi bọt rỗng và tải trọng cơ-nhiệt-ẩm đến độ võng, và các thành phần ứng suất được khảo sát.

Abstract

Functionally graded materials (FGMs) are advanced composites with continuously varying mechanical properties along specified directions within the material structure. This eliminates the debonding and stress concentration commonly observed at the interfaces of traditional composite materials. This paper presents a static analysis of functionally graded material (FGM) plates with porosity under hygro-thermo-mechanical loading using the third-order shear deformation theory (TSDT). Three types of plates are considered: Perfect FGM plates (without porosity), FGM plates with uniform porosity distribution FGMPo-1) and FGM plates with non-uniform porosity distribution (FGMPo-2). The equilibrium equations are established by using the principle of minimum total potential energy and are solved with the Navier solution for simply supported plates. The influence of porosity and hygro-thermo-mechanical loading on the deflection and stress of the plates is investigated.