Capacidad de carga de conchas ultrafinas con y sin refuerzo de nanotubos de carbono
Autores: Nguyen, Tan N.; Dang, L. Minh; Lee, Jaehong; Nguyen, Pho Van
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Capacidad de carga de conchas ultrafinas con y sin refuerzo de nanotubos de carbono
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estructuras de membrana
Proceso de búsqueda de forma
Compuesto reforzado con nanotubos de carbono
Capacidad de carga
Comportamiento no lineal
Enfoque adaptativo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Las estructuras de membrana ultrafinas isotrópicas, así como las estructuras de membrana de cable, no pueden resistir cargas en el estado inicial y siempre requieren un proceso de búsqueda de forma para alcanzar el estado estable. Después de esta etapa, pueden funcionar en un estado de membrana pura y experimentar rápidamente un comportamiento de gran deflexión, incluso con una pequeña amplitud de carga. Este documento tiene como objetivo mejorar la capacidad de carga y resistencia de las estructuras de membrana mediante la explotación de las ventajas del material compuesto reforzado con nanotubos de carbono de gradiente funcional (FG-CNTRC). En este trabajo, se investigan primero la capacidad de carga y el comportamiento no lineal de las estructuras de membrana con y sin refuerzo de CNTs utilizando un enfoque adaptativo unificado (UAA). Como ventaja de UAA, tanto la búsqueda de forma como el análisis postpandeo se realizan de manera conveniente y simultánea basándose en un método Riks modificado. A diferencia de la teoría clásica de membranas, la presente teoría (teoría de deformación por corte de primer orden) tiene en cuenta simultáneamente las deformaciones/rigideces de membrana, corte y flexión de las estructuras. En consecuencia, la formulación actual se puede aplicar de manera adaptativa y natural a varios tipos de estructuras FG-CNTRC: placas, cascarones y membranas. Se realiza un estudio de verificación para mostrar la alta precisión del enfoque y la formulación actuales. Se investigan particularmente los efectos de la distribución de CNTs, la fracción de volumen, el espesor, la curvatura, las relaciones radio a espesor y longitud a radio en la búsqueda de forma y el comportamiento postpandeo de las membranas FG-CNTRC. En particular, en este documento se proporcionan por primera vez los caminos de equilibrio de las estructuras de membrana FG-CNTRC.
Descripción
Las estructuras de membrana ultrafinas isotrópicas, así como las estructuras de membrana de cable, no pueden resistir cargas en el estado inicial y siempre requieren un proceso de búsqueda de forma para alcanzar el estado estable. Después de esta etapa, pueden funcionar en un estado de membrana pura y experimentar rápidamente un comportamiento de gran deflexión, incluso con una pequeña amplitud de carga. Este documento tiene como objetivo mejorar la capacidad de carga y resistencia de las estructuras de membrana mediante la explotación de las ventajas del material compuesto reforzado con nanotubos de carbono de gradiente funcional (FG-CNTRC). En este trabajo, se investigan primero la capacidad de carga y el comportamiento no lineal de las estructuras de membrana con y sin refuerzo de CNTs utilizando un enfoque adaptativo unificado (UAA). Como ventaja de UAA, tanto la búsqueda de forma como el análisis postpandeo se realizan de manera conveniente y simultánea basándose en un método Riks modificado. A diferencia de la teoría clásica de membranas, la presente teoría (teoría de deformación por corte de primer orden) tiene en cuenta simultáneamente las deformaciones/rigideces de membrana, corte y flexión de las estructuras. En consecuencia, la formulación actual se puede aplicar de manera adaptativa y natural a varios tipos de estructuras FG-CNTRC: placas, cascarones y membranas. Se realiza un estudio de verificación para mostrar la alta precisión del enfoque y la formulación actuales. Se investigan particularmente los efectos de la distribución de CNTs, la fracción de volumen, el espesor, la curvatura, las relaciones radio a espesor y longitud a radio en la búsqueda de forma y el comportamiento postpandeo de las membranas FG-CNTRC. En particular, en este documento se proporcionan por primera vez los caminos de equilibrio de las estructuras de membrana FG-CNTRC.