Phân tích tần số dao động riêng của vỏ nón cụt kín làm bằng vật liệu có cấu trúc TPMS

Tóm tắt

Trong bài báo này, lời giải bán giải tích được xây dựng để xác định tần số dao động riêng của vỏ nón cụt làm bằng vật liệu có cấu trúc bề mặt tối thiểu tuần hoàn ba chiều (Triply Periodic Minimal Surface – TPMS) chịu các điều kiện biên khác nhau.
Mô hình và các phương trình chủ đạo của vỏ được xây dựng dựa trên lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất (FSDT) và phương pháp Rayleigh–Ritz. Các thành phần chuyển vị được xấp xỉ bằng các hàm cơ sở trực giao theo tọa độ đường sinh, được xây dựng thông qua quy trình trực giao Gram–Schmidt chuẩn hóa. Độ chính xác của mô hình đề xuất được kiểm chứng thông qua việc so sánh với các kết quả đã được công bố. Phân tích tham số cho thấy các dạng cấu trúc TPMS, mật độ khối lượng tương đối, điều kiện biên và nửa góc đỉnh của vỏ nón đều có ảnh hưởng đáng kể đến tần số dao động riêng. Nghiên cứu này cung cấp một mô hình hiệu quả để dự đoán đặc tính dao động của vỏ nón cụt TPMS, qua đó hỗ trợ thiết kế và tối ưu hóa các kết cấu siêu nhẹ tương tự trong các lĩnh vực kỹ thuật hàng không vũ trụ, xây dựng và cơ khí.