Phương pháp số xác định hệ số dẫn ngang của vật liệu cốt sợi đồng phương

Tác giả: TS. NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANG
              Trường Đại học Giao thông vận tải

Vật liệu cốt sợi đồng phương

Vật liệu cốt sợi đồng phương là loại vật liệu nhân tạo được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cũng như trong ngành Xây dựng với các loại vật liệu sử dụng sợi các bon, sợi thủy tinh, sợi kim loại... Ở cấp độ vi mô, các thành phần vật liệu có tính chất khác nhau. Tuy nhiên, khi xem xét ở cấp độ vĩ mô có thể coi vật liệu là đồng nhất và được đặc trưng bởi các giá trị hiệu dụng. Các giá trị đó phụ thuộc vào tính chất của từng pha, tỉ lệ thể tích, cấu trúc hình học, liên kết giữa các pha. Nghiên cứu hệ số dẫn của loại vật liệu này luôn là mối quan tâm của nhiều nhóm nghiên cứu trong và ngoài nước với các cách tiếp cận khác nhau. Với xấp xỉ trung bình có thể kể đến các nghiên cứu của Voight [1], Reuss [2]. Phương pháp sơ đồ vi phân được đề xuất bởi Bruggeman [3] và Roscoe [4]. Phương pháp tự tương hợp với ý tưởng ban đầu được cho là của Einstein [5], sau đó Bruggeman [3] đã mở rộng và thực hiện đánh giá với các hệ số dẫn và hệ số đàn hồi của vật liệu composite. Phương pháp Mori - Tanaka [6] áp dụng cho kĩ thuật và kim loại học khi xem xét vật liệu nhiều pha dạng nền - cốt. Phương pháp đường bao với nghiên cứu nổi bật của Hashin - Strikman [7], Duc Chinh Pham [8].

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học máy tính, các phương pháp số được áp dụng nhiều cho bài toán đồng nhất hóa vật liệu. Trong khuôn khổ của bài báo này, tác giả muốn trình bày cách xác định hệ số dẫn ngang của vật liệu cốt sợi đồng phương theo phương pháp số sử dụng phần tử hữu hạn với sự hỗ trợ của phần mềm có mã nguồn mở Cast3m. Kết quả đạt được sẽ so sánh với kết quả ở các phương pháp khác để kiểm tra tính đúng đắn.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây