KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA SỐ LƯỢNG BƯỚC SÓNG ĐẾN TỶ SỐ ĐỘ CỨNG NÉN-UỐN TRONG CẤU TRÚC ZIGZAG PHẲNG

Tóm tắt

Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng của số lượng bước sóng đến đặc tính cơ học của cấu trúc zigzag phẳng ứng dụng trong hệ cách ly dao động. Cụ thể, nghiên cứu tập trung vào sự biến thiên của tỷ số giữa độ cứng nén và độ cứng uốn khi thay đổi cấu hình hình học. Mô hình cấu trúc được xây dựng và phân tích bằng phần mềm phần tử hữu hạn mã nguồn mở ElmerFEM, trong đó tấm zigzag được rời rạc hóa bằng các phần tử màng tam giác để đảm bảo tính chính xác trong việc tính toán các thành phần ứng suất và biến dạng. Kết quả khảo sát cho thấy khi tăng số lượng bước sóng, độ cứng nén của cấu trúc giảm nhanh hơn đáng kể so với tốc độ giảm của độ cứng uốn. Sự thay đổi của tỷ số độ cứng theo số bước sóng cung cấp một thông số thiết kế quan trọng, cho phép điều chỉnh linh hoạt tần số tự nhiên của hệ cách ly mà không cần thay đổi vật liệu chế tạo.

Title

INVESTIGATION OF THE STIFFNESS RATIO IN ZIGZAG STRUCTURES AS AFUNCTION OF THE NUMBER OF WAVELENGTHS

Abstract

This paper investigates the influence of the number of wavelengths on the mechanical characteristics of planar zigzag structures for vibration isolation applications. The study focuses on the evolution of the ratio between compression stiffness and bending stiffness as the geometric configuration changes. The structural model is developed and analyzed using the open-source finite element software ElmerFEM, where the zigzag sheet is discretized using triangular shell elements to ensure precision in calculating stress and strain components. The numerical results demonstrate that as the number of unit cells increases, the compression stiffness decreases significantly faster than the reduction in bending stiffness. The variation of the stiffness ratio relative to the number of wavelengths provides a critical design parameter, enabling flexible tuning of the isolator's natural frequency through geometric modification without altering the constituent material.