ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC NHỎ LÊN ỨNG
XỬ
PHI TUYẾN CHUYỂN VỊ LỚN CỦA CÁC KẾT CẤU DẦM
VÀ KHUNG PHẲNG VỚI KÍCH THƯỚC MICRO
Lê Công Ích1, Phạm Vũ Nam2
2 Trường Đại học
Thủy lợi
1. GIỚI THIỆU
Dầm và khung với kích
thước micro được áp dụng rộng rãi trong các hệ vi cơ điện tử
(micro-electro-mechanical systems - MEMS) [1]. Trong đó tỉ lệ kích thước
của chúng dẫn đến các dầm và khung với kích thước micro thường chịu
độ võng lớn. Do vậy, yếu tố phi tuyến hình học là một yếu tố quan
trọng cần phải được đưa vào tính toán trong bài toán phân tích dầm
và khung kích thước micro.
Các công trình nghiên cứu về mất ổn định
và ứng xử phi tuyến của dầm và khung kích thước micro đã được liệt
kê trong một số tài liệu tham khảo. Trong những công trình
ban đầu như [2], các lý thuyết dầm cổ điển được các tác giả áp
dụng, kết hợp với lý thuyết phi tuyến von Kármán để mô hình hóa
bài toán uốn phi tuyến hình học, nhưng ảnh hưởng của kích thước nhỏ
bị bỏ qua.
Để mô hình hóa ảnh hưởng của kích thước nhỏ, các lý thuyết liên tục bậc cao khác nhau
như lý thuyết đàn hồi gradient biến dạng (strain gradient elasticity theory - SGET), lý thuyết ứng suất cặp đôi đã sửa đổi (modified couple stress theory
- MCST) đã được phát triển cùng với tham số tỉ lệ kích thước để mô hình
hóa ứng xử cơ học của các kết cấu micro. Asghari và cộng sự [3] đã dùng lý thuyết MCST và SGET để tính
bài toán uốn phi tuyến của dầm Timoshenko kích thước micro với ảnh
hưởng của kích thước nhỏ. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu như [3]
đều dừng lại ở bài toán phi tuyến với độ võng vừa phải (moderate deflections).
Bài toán uốn phi tuyến
với độ võng lớn của dầm và khung phẳng với độ võng lớn đã được
nhiều tác giả nghiên cứu, như [4, 5]. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu về
phi tuyến độ võng lớn của dầm và khung kích với thước micro.
Do
vậy, ảnh hưởng của kích thước lên ứng xử phi tuyến với độ võng lớn
của dầm và khung kích thước micro được nghiên cứu trong báo cáo này.