1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN

57 31 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Phân Tích Bất Ổn Định Kết Cấu Silo Trụ Tròn Bằng Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn
Tác giả Nguyễn Phương Duy, Võ Bá Duy
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Thái Hiền
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Cơ Kỹ Thuật
Thể loại Đồ Án Môn Học
Năm xuất bản 2018 - 2019
Thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 57
Dung lượng 2,65 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Hệ thống Silo chứa bê tôngSilo thép dạng vách trụ có kết cấu khá phức tạp, có chiều cao lớn, vách mỏng nêncần nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về ứng xử kết cấu của nó trong môi trường tự

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GVHD: TS NGUYỄN THÁI HIỀN

-o0o -NĂM HỌC 2018 - 2019

Trang 2

PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ

.

.

.

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Thực hiện đồ án mô phỏng là cơ hội rất quý báu giúp chúng tôi tự nghiên cứu vàhọc tập trước khi làm luận văn tốt nghiệp và sau đó là trở thành một kỹ sư thực thụ Bêncạnh những nổ lực trao dồi kiến thức cho bản thân, không thể kể đến những kiến thứcchúng tôi đã nhận được trên giảng đường trong suốt bốn năm qua Những kiến thức đó

là vô cùng cần thiết để chúng tôi hoàn thành luận văn này Trước tiên, chúng tôi xinchân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ ChíMinh đã giảng dạy chúng tôi

Đề tài”phân tích bất ổn định kết cấu silo trụ tròn bằng phương pháp phần tử hữuhạn” là nội dung tôi chọn để nghiên cứu và làm đồ án mô phỏng sau trong năm thứ tưchúng tôi theo học chương trình đại học chính quy chuyên ngành Cơ Kỹ Thuật tạitrường đại học Bách Khoa TPHCM

Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này, lời đầu tiên tôixin chân thành cảm ơn sâu sắc đến ThS Nguyễn Thái Hiền, bộ môn Cơ Kỹ Thuật,thuộc Khoa Khoa Học Ứng Dụng – Trường đại học Bách Khoa TPHCM Thầy đã trựctiếp chỉ bảo và hướng dẫn chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để chúng tôi hoànthiện luận văn này Ngoài ra tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy trong bộ môn Cơ kỹthuật, Khoa Khoa Học Ứng Dụng đã đóng góp những ý kiến quý báu, quan tâm và tậntình hướng dẫn cho đồ án của chúng tôi

Chúng tôi cũng chân thành cảm ơn các bạn lớp Cơ Kỹ Thuật 2015 đã giúp đỡchúng tôi trong quá trình học tập và nhiệt tình đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành đồ ánnày

Cuối cùng tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc tới gia đình đã tạo mọi điều kiện chochúng tôi học tập và sinh hoạt dưới ngôi trường này

Trân trọng cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 3 tháng 1 năm 2019

Sinh viên thực hiện:

Trang 4

Nguyễn Phương Duy Võ Bá Duy

Trang 5

MỤC LỤC

Trang 6

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Trang 7

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Trang 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Silo là một dạng thiết bị bảo quản kín thường được sử dụng để lưu trữ sản phẩmdạng hạt ở quy mô lớn từ vài trăm đến vài ngàn tấn Silo có thể dùng để lưu trữ nhiềuloại vật liệu khác nhau từ sản phẩm nông nghiệp như lúa, gạo, các loại hạt đến các sảnphẩm công nghiệp như xi măng, than và một số nguyên vật liệu khác

Kết cấu Silo có ưu điểm là có thể xây dựng theo chiều cao ít tốn kém mặt bằngnhưng vẫn đảm bảo được khả năng chứa đựng khối lượng lớn sản phẩm Bên cạnh đóvới kết cấu silo, người ta dễ dàng trang bị các hệ thống kiểm định sản phẩm đầu vào,thiết bị làm sạch và sấy khô, nhờ vậy có thể bảo quản chất lượng sản phẩm trong thờigian dài hơn so với cách bảo quản bằng nhà kho thông thường Do đó, kết cấu silo làgiải pháp rất phù hợp cho quá trình bảo quản các sản phẩm dạng hạt ở Việt Nam ỞĐồng bằng sông Cửu Long cũng đã có một số các cụm silo vào thập niên 70 của thế kỷtrước như ở Cao Lãnh (48.000 tấn), Trà Nóc (10.000 tấn), Bình Chánh (12.000 tấn)nhưng vì kỹ thuật lạc hậu, thiết bị không đồng bộ nên không được sử dụng đúng côngnăng hoặc bỏ trống

Silo có nhiều ưu điểm trong lưu trữ sản phẩm khi so sánh với cách lưu trữ bằngnhà kho

Hình 1 Mô hình Silo vách trụ tròn

Trang 9

Về mặt cấu tạo và hình dáng, silo thường có dạng vách thẳng và vách trụ Với cácSilo vách trụ, vách trụ có gợn sóng thường được sử dụng hơn vách trụ phẳng do nó có

độ cứng theo phương đứng tốt hơn

Hình 2 Hệ thống Silo chứa bê tôngSilo thép dạng vách trụ có kết cấu khá phức tạp, có chiều cao lớn, vách mỏng nêncần nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về ứng xử kết cấu của nó trong môi trường tựnhiên phức tạp để ngăn ngừa những tai nạn và hư hỏng có thể xảy ra, đặc biệt là các đặctrưng cơ học của nó cần được phân tích một cách chính xác

Trang 10

Hình 3 Hệ thống Silo có gân tăng cứng

Trong quá trình hoạt động, các tải trọng chính tác động lên silo là áp lực ngang và

ma sát bề mặt trong của vách do các hạt sản phẩm gây ra Ngoài ra, với những silo cóchiều cao lớn, còn có thêm sự tác động của tải trọng gió Với kết cấu vách mỏng, caochịu tác động của tải trọng ngang nên bài toán bất ổn định kết cấu silo là bài toán rấtquan trọng và cần những phân tích, tính toán chính xác trong quá trình thiết kế

Trong công nghiệp xây dựng, việc các kết cấu xảy ra hiện tượng bất ổn định làthường xuyên xảy ra với rất nhiều dạng Nguyên nhân chính là do kết cấu không cânbằng nên không ổn định Và hiện tượng bất ổn định đó gây nguy hại rất lớn cho kết cấu,

hệ thống

Trang 11

Hình 4 Hiện tượng bất ổn định từ thí nghiệm

Phương pháp phần tử hữu hạn (PP PTHH) (Finite Element Method - FEM) đượcphát triển bởi Alexander Hrennikoff (1941) và Richard Courant (1942) Cơ sở củaphương pháp này là làm rời rạc hóa miền xác định của bài toán, bằng cách chia nóthành nhiều miền con (phần tử) Các phần tử này được liên kết với nhau tại các điểmnút chung Trong phạm vi mỗi phần tử đại lượng cần tìm được lấy xấp xỉ trong dạngmột hàm đơn giản được gọi là hàm xấp xỉ (Approximation function) và các hàm xấp xỉnày được biểu diễn qua các giá trị của hàm.tại các điểm nút trên phần tử Các giá trị nàyđược gọi là bậc tự do của phần tử được xem là ẩn số cần tìm của bài toán Phương phápphần tử hữu hạn (PP PTHH) là phương pháp số phổ biến và có độ chính xác cao khiđược dùng để phân tích kết cấu, đặc biệt là các bài toán bất ổn định kết cấu

Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của ngành kỹ thuật máy tính đã tạo điều kiệnthuận lợi cho việc ứng dụng các chương trình tính toán mạnh mẽ như ANSYS hayABAQUS – các chương trình được xây dựng dựa trên nền tản PP PTHH - để phân tíchứng xử các kết cấu phức tạp như kết cấu silo

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CÚU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1 Ngoài nước

Kết cấu silo đã được phát triển từ thế kỷ 19, được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực nông nghiệp và công nghiệp tại các nước phát triển Do vậy, kết cấu này thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học Một số nghiên cứu trong những năm gần đây:

- Adam J Sadowski và J Michael Rotter (2010) đã sử dụng PP PTHH thông quachương trình ABAQUS để phân tích bất ổn định cho silo dưới tác động của dòng

Trang 12

chảy của sản phẩm được lưu trữ trong silo Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả

sử dụng tiêu chuẩn Eurocode EN 1991-4 để tính toán tải trọng do sản phẩmtrong silo tác động lên thành silo Các kết quả phân tích bất ổn định của nghiêncứu rất phù hợp với các hiện tượng ngoài thực tế

- Dhanya Rajendran (2014) cùng các cộng sự đã thực hiện đã thực hiện so sánhkhả năng chịu tải trọng ngang của silo được xây từ bê tông cốt thép và silo thép

Từ kết quả nghiên cứu, nhóm tác giả này kết luận silo bê tông cốt thép có nhiều

ưu điểm hơn so với silo thép

- Tawanda Mushiri (2014) và các cộng sự đã sử dụng PP PTHH để phân tích chokết cấu silo 5000 tấn chịu tải trọng đơn điệu (monotonic loads), silo này đượcthiết kế để chứa sản phẩm khai thác từ quặng mỏ Trong nghiên cứu này, nhómtác giả đã đạt được mục tiêu là phân tích được lực và áp suất do quặng tác dụnglên silo, nhưng chưa đạt được mục tiêu phân tích bất ổn định cho silo…

Yu Xie (2015) đã thực hiện luận văn thạc sỹ về vấn đề ứng xử của kết cấu silo,trong đó có ứng xử bất ổn định Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành thực nghiệmvới một vài mô hình và so sánh với kết quả tính toán từ chương trình PTHH Kết quảnghiên cứu cho thấy sự phù hợp cao giữa PP PTHH và thực nghiệm

1.2.2 Trong nước

Trong thời gian gần đây, kết cấu silo với nhiều tính năng lưu trữ nổi trội so với cácnhà kho thông thường đã thu hút được sự chú ý của nhiều công ty sản xuất, của các nhàkhoa học trong nước Một số công bố trong nước gần đây có liên quan đến kết cấu silo:

- Nguyễn Tường Long (2010) cùng các cộng sự đã nghiên cứu xây dựng chươngtrình tính toán silo dúng ANSYS APDL và VISUAL BASIC Trong nghiên cứunày, nhóm tác giả xây dựng mối liên kết giữa Visual Basic và ANSYS APDL đểtính toán và thiết kế silo dạng tròn và dạng vuông

- Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Hoài Tân (2014) nghiên cứu tính toán thiết kếsilo tồn trữ cám viên với năng suất 500 tấn Mục tiêu của nghiên cứu này là kiểmtra bền cho kết cấu đã thiết kế và tính toán thông gió bên trong silo

Trang 13

- Ngô Quang Hưng (2016) đã thực hiện nghiên cứu tính toán kết cấu bản tròn bêtông cốt thép (thường áp dụng cho silo) theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5574:2012

Thực tế cho thấy rằng trong quá trình sử dụng silo, có nhiều vấn đề cần được quan tâmnghiên cứu như độ biến dạng của silo, khả năng thông thoáng gió trong silo, kết cấuthành silo … và những nghiên cứu gần đây tại Việt Nam cũng chủ yếu tập trung vào cácvấn đề này mà chưa có nhiều công bố về vấn đề ổn định kết cấu silo

1.3 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Việt Nam nằm trong nhóm những nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới Theo BộNông nghiệp và Phát triển nông thôn, tổng sản lượng lúa thu hoạch năm 2016 là 43,6triệu tấn, tuy nhiên khối lượng gạo xuất khẩu chỉ đạt 4,88 triệu tấn Trong khi đó, hệthống lưu trữ còn thiếu và lạc hậu về kỹ thuật nên gây nhiều khó khăn trong việc lưutrữ Trong bối cảnh này, các kết cấu lưu trữ silo là giải pháp tối ưu Do đó, vấn đềnghiên cứu, phân tích ứng xử của silo để thiết kế và sản xuất silo phù hợp với hoàncảnh địa lý của Việt Nam là cấp bách

Tại nước ta, tuy có nhiều nghiên cứu về ứng xử bất ổn định tấm mỏng, tấm nhiềulớp, nhưng chủ yếu các nghiên cứu này tập trung phân tích các bài toán mang tính lýthuyết Có rất ít những nghiên cứu về ổn định các kết cấu thực tế như silo được công bố

trong những năm qua Do đó, trong đồ án môn học này này, tác giả chọn đề tài “Phân

tích bất ổn định kết cấu silo trụ tròn bằng phương pháp phần tử hữu hạn”.

1.3.1 Lợi ích khoa học

Việc áp dụng các phương pháp số trong tính toán để phân tích các ứng xử cơ họccủa kết cấu là một trong những xu hướng đang được các nhà nghiên cứu cũng như cácnhà kỹ thuật rất quan tâm Dựa trên các kết quả mô phỏng tính toán, chúng ta có thêm

cơ sở khoa học để đánh giá tính hiệu quả và an toàn của thiết kế, cũng như đưa ra đượccác đề xuất cải tiến, tối ưu hóa kết cấu

1.3.2 Lợi ích thực tiễn

Việc tiến hành các thí nghiệm để nghiên cứu ứng xử bất ổn định của kết cấu làrất tốn kém, đặc biệt là với kết cấu phức tạp như silo Vì vậy, việc ứng dụng các phầnmềm tính toán PTHH mạnh mẽ như: ANSYS, ABAQUS, để phân tích ứng xử bất ổnđịnh của silo có ý nghĩa thực tiễn đặc biệt quan trọng

Trang 14

1.4 MỤC TIÊU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.4.1 Mục tiêu tổng quát

Phân tích ứng xử bất ổn định của kết cấu Silo trụ tròn bằng phần mềm ANSYS WORKBENCH

1.4.2 Mục tiêu cụ thể

Đồ án này thực hiện nhằm đáp ứng được các mục tiêu:

- Mục tiêu 1: Tìm hiểu tổng quan kết cấu silo vách trụ, bao gồm:

 Cấu tạo của silo vách trụ

 Các phương pháp tính toán áp lực do sản phẩm lưu trữ tác động lênvách trong silo và tác động do tải trọng gió

 Phân tích lựa chọn kết cấu silo phù hợp với khu vực miền Nam nóichung

- Mục tiêu 2: Tìm hiểu PP PTHH cho phân tích ứng xử bất ổn định tấm trụ

 Tìm hiểu các loại phần tử dùng để mô hình cho kết cấu

 Qui trình phân tích bài toán bất ổn định kết cấu tấm bằng PP PTHH

- Mục tiêu 3: Nghiên cứu cách sử dụng chương trình ANSYS WORKBENCH đểphân tích ứng xử bất ổn định tấm vỏ trụ

1.4.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Silo trụ tròn

Phạm vi nghiên cứu: Đồ án tập trung nghiên cứu phân tích ứng xử bất ổn định của kết cấu silo trụ tròn dưới tác động của các loại tải trọng Các liên kết bên trong và bên ngoài silo được lý tưởng hóa (xem như được hàn cứng vào silo)

Trang 15

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH

2.1.1 Định nghĩa về bất ổn định:

Bất ổn định (Buckling) là ứng xử của một kết cấu hay một hệ kết cấu độtnhiên bị biến dạng và lệch ra khỏi mặt phẳng đặt tải Bất ổn định có thể xảy rađối với mọi phần tử, có thể là cột, dầm, khung, tấm…

Bất ổn định được chia làm nhiều dạng khác nhau: bất ổn định

định uốn (Flexural Buckling), bất ổn định xoắn (Torsional Buckling),

uốn xoắn đồng thời (Flexural_Torsional Buckling)

Mọi kết cấu đều chịu được lực và moment với một giá trị nhấtđịnh,vươt qua giá trị đó thanh sẽ bị biến dạng và được coi là bất ổnđịnh

Ví dụ đơn giản về bất ổn định dạng thanh chịu kéo nén đúngtâm:

Hình 5 Dạng riêng bất ổn định với các điều kiện biên khác nhau

Với lực nén P nhỏ thì thanh chịu nén vẫn thẳng, trạng thái chịu nén của thanhđược coi là trạng thái cân bằng ban đầu Nếu đưa thanh ra khỏi dạng cân bằng ban đầu,

Trang 16

thanh sẽ dao động và cuối cùng trở về trạng thái cân bằng ban đầu => Đây là dạng cânbằng ổn định.

Khi tăng lực nén P tới một tới hạn Pth, trong thanh hiện giờ ngoài dạng cân bằngchịu nén thì đồng thời còn có khả năng xuất hiện trạng thái căn bằng uốn dọc => Đây làtrạng thái cân bằng phiếm định

Khi tăng lực P > Pth, trạng thái cân bằng chịu nén có thể vẫn tồn tại nhưng không

ổn định Vì nếu đưa thanh ra khỏi dạng cân bằng thì thanh sẽ không thể trở về trạng tháiban đầu => Đây là trạng thái bất ổn định

Bất ổn định dạng uốn có thể xảy ra đối với một phần tử dầm, một hệ dẩm hoặc một khung

2.1.2.4 Bất ổn định dạng uốn - xoắn đồng thời:

Là dạng chuyển vị bao gồm ba thành phần chuyển vị là u, v và ,

bao gồm tính chất của hai dang uốn và xoắn

2.2 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN CHO BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH TẤM

Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) được bắt nguồn từnhững yêu cầu giải các bài toán phức tạp về lý thuyết đàn hồi, phân tích kết cấu trong

Trang 17

kỹ thuật Nó được bắt đầu phát triển bởi Alexander Hrennikoff (1941) và Richard

Courant (1942) Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp số gần đúng để giải các

bài toán được mô tả bởi các phương trình vi phân đạo hàm riêng trên miền xác định cóhình dạng và điều kiện biên bất kỳ mà nghiệm chính xác không thể tìm được bằngphương pháp giải tích

- Tấm mỏng dưới tác động ứng suất nén, một chiều hoặc cả haichiều,

tùy thuộc tải nén, tấm có nguy cơ chuyển sang trạng thái mất ổnđịnh

Hình 6 Ứng suất nén tác dụng lên tấm mỏngPhương trình chính:

Chia lưới với => Phương trình chính:

Áp dụng công thức trên cho các nút tính toán, tiến hành áp đặt điều kiện biên,

kết quả nhận được là hệ phương trình đại số, dạng ma trận sẽ là:

Trang 18

Trị riêng nhỏ nhất sẽ đóng vai trò hệ số tải giới hạn, có nghĩa tải gây mất ổn định tấm

Hình 7 Các trường hợp bất ổn định tấm mỏng silo ứng với các trị riêng

2.3 LÝ THUYẾT BỀN:

Khi kiểm tra độ bền một điểm của một bộ phận công trình haychi tiết máy bị kéo nén (trạng thái ứng suất đơn), bị cắt hoặc xoắn(trượt thuần túy), ta có điều kiện sau:

Trang 19

Trong đó: [Ứng suất cho phép]=

Ứng suất nguy hiểm có được thì thí nghiệm kéo – nén đúng tâm:

Trong đó những ứng suất cho phép viết ở vế phải được suy ra từ

quả thí nghiệm về kéo, nén, cắt (hay xoắn), những ứng suất cho phép

bằng cách lấy ứng suất nguy hiểm chia cho hệ số an toàn

Những thí nghiệm để xác định ứng suất nguy hiểm kéo, nén, cắt

thường đơn giản và có thể thực hiện được

Nếu muốn kiểm tra độ bền một điểm của một bộ phận công

máy ở trạng thái ứng suất phức tạp (phẳng hoặc khối) thì ta cần có

thế rất khó khăn và thực tế có khi không thực hiện được vì:

- Số lượng thí nghiệm phải rất nhiều mới đáp ứng được các tỉ

lệ giữa những ứng suất có thể gặp trong thực tế

- Trình độ kỹ thuật hiện nay chưa cho phép thực hiện được tất

cả những thí nghiệm về trạng thái ứng suất phức tạp, ví dụtrường hợp kéo theo 3 phương vuông góc nhau

Ðể đơn giản, người ta đưa trạng thái ứng suất phức tạp đang xét

Trang 20

Bây giờ ta phải tìm sự liên hệ giữa các ứng suất chính , và vớiứng suất tương đươnglà như thế nào Những giả thuyết cho phép thiếtlập sự liên hệ đó gọi là các lý thuyết bền.

Thuyết bền là những giả thuyết về nguyên nhân cơ bản gây ra

sánh với hay ở trạng thái ứng suất đơn

 Điều kiện bền của vật liệu có thể biểu diễn dưới dạng tổngquát như sau:

Với hay là ứng suất tính hay ứng suất tương đương Các ứng suất được tính dựatrên hàm f hay tìm được thuyết bền

Thực ra độ bền của vật liệu không những chỉ phụ thuộc vào

2.4 PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI LỰC TÁC ĐỘNG LÊN SILO

Dựa vào các tiêu chuẩn thiết kế và phân tích, các tải trọng được tính bao gồm:

+ Áp lực tác động lên silo do vật liệu gây ra: Tiêu chuẩn EuroCode

Trang 21

+ Tải gió: Tiêu chuẩn TCVN2737-1995

2.4.1 Áp lực do vật liệu chứa tác dụng lên silo

a) Áp lực tác dụng lên phần thân trụ tròn silo

Hình 8 Sơ đồ áp lực tác dụng lên thành silo do vật liệu chứa gây ra

- Áp lực theo phương ngang:

- Áp lực theo phương tiếp tuyến:

U: Nội chu vi tiết diện

z: độ sâu dưới mặt phẳng tương đương của vật liệu

k=0,54: Hệ số áp lực ngang do ảnh hưởng của vật liệu

Cb=1,3: Hệ số khuếch đại lực tại đáy silo

Trang 22

: Hệ số ma sát trên vách đứng (chọn góc ma sát nghĩ là 22

b) Áp lực táy dụng lên đáy phễu silo:

Hình 9 Sơ đồ áp lực tác dụng lên đáy phễu silo theo chuẩn EuroCode

- Áp lực tác dụng lên vách theo phương pháp tuyến:

Với các thành phần lực:

- Áp lực tác dụng lên vách silo theo phương tiếp tuyến:

Trong đó:

x: độ dài giữa 0 

: Chiều dài phần phễu

: giá trị áp lực theo phương thẳng đứng tại vị trí mặt chuyển tiếp khi z=zt

2.4.2 Tải gió tác dụng lên silo

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc tiêuchuẩn xác định theo công thức:

W0 - Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng (phụ lục D và điều 6.4)

k - Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió thay đổi theo độ cao

Trang 23

c - Hệ số khí động

Chọn vị trí đặt silo ở Cần thơ Theo phụ lục D vùng chọn thuộc khu vực II Địa hình dạng B là dạng địa hình tương đối trống trải, có vật cản thưa thớt không quá 10m

Bảng 1 Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam

1,00 1,07 1,18 1,24 1,29 1,37

0,80 0,88 1,00 1,08 1,13 1,22

0,47 0,54 0,66 0,74 0,80 0,89

Hình 10 Tính hệ số khí động theo mô hình

Trang 25

2.5 QUI TRÌNH GIẢI BÀI TOÁN BẤT ỔN ĐỊNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH ANSYS

XÂY DỰNG MÔ HÌNH

GIẢI BÀI TOÁN TĨNH

GIẢI BÀI TOÁN LINEAR BUCKLING

ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT

KẾT QUẢ

Trang 26

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

3.1 MÔ HÌNH TOÁN 1

3.1.1 Mô hình hình học

Hình 11 Sơ đồ mô hình Silo

Bảng 3 Bảng thông số thiết kế silo

Trang 27

Góc nghiêng của phần đáy Độ 26

Độ giản dài tương đối (<20mm) 26 (mm)

Bảng 5 Thông số vật liệu chứa - Cám

Trang 28

3.1.3.2 Chia lưới phần tử

Hình 13 Chia lưới phần tử

Ngày đăng: 21/01/2022, 19:24

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]. Chu Quốc Thắng. Phương pháp phần tử hữu hạn. NXB khoa học và kỹ thuật – 1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phương pháp phần tử hữu hạn
Nhà XB: NXB khoa học và kỹ thuật – 1997
[2]. Nguyễn Tường Long, Trần Thái Dương, Cao Nhân Tiến, Nguyễn Công Đạt, Nguyễn Thái Hiền. Xây dựng chương trình tính toán silo dùng Apdl và Visual Basic. Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ, tập 13, số K5 – 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Xây dựng chương trình tính toán silo dùng Apdl và Visual Basic
[4]. Nguyễn Thị Hiền Lương, Nguyễn Hải, Huỳnh Quốc Hùng. Nghiên cứu ổn định động tấm mỏng bằng phương pháp độ cứng động lực. Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ X, Thái Nguyên, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu ổn định độngtấm mỏng bằng phương pháp độ cứng động lực
[5]. Yu Xie. Structural Behaviour Of Grain Bin Steel Silo. Master thesis, 2015, Windsor university Sách, tạp chí
Tiêu đề: Structural Behaviour Of Grain Bin Steel Silo
[6]. Michael Bak. Nonlinear Buckling Analysis Using Workbench v15. Course of ANSYS, 2014 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nonlinear Buckling Analysis Using Workbench v15
[3]. Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Hoài Tân. Tính toán thiết kế silo tồn trữ cám viên năng suất 500 tấn. Tạp chí khoa học trường Đại học Cần Thơ, số 30, 2014 Khác
[7]. Reddy J. N., Khdeir A. A.,. Buckling and vibration of laminated plates using various plate theories. AIAA Journal, 27, (1989), 1808-1817 Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 3. Hệ thống Silo có gân tăng cứng - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 3. Hệ thống Silo có gân tăng cứng (Trang 10)
Hình 4. Hiện tượng bất ổn định từ thí nghiệm - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 4. Hiện tượng bất ổn định từ thí nghiệm (Trang 11)
Hình 5. Dạng riêng bất ổn định với các điều kiện biên khác nhau - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 5. Dạng riêng bất ổn định với các điều kiện biên khác nhau (Trang 15)
Hình 6. Ứng suất nén tác dụng lên tấm mỏng Phương trình chính: - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 6. Ứng suất nén tác dụng lên tấm mỏng Phương trình chính: (Trang 17)
Hình 7. Các trường hợp bất ổn định tấm mỏng silo ứng với các trị riêng - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 7. Các trường hợp bất ổn định tấm mỏng silo ứng với các trị riêng (Trang 18)
Hình 9. Sơ đồ áp lực tác dụng lên đáy phễu silo theo chuẩn EuroCode - Áp lực tác dụng lên vách theo phương pháp tuyến: - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 9. Sơ đồ áp lực tác dụng lên đáy phễu silo theo chuẩn EuroCode - Áp lực tác dụng lên vách theo phương pháp tuyến: (Trang 22)
XÂY DỰNG MÔ HÌNH - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
XÂY DỰNG MÔ HÌNH (Trang 25)
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
3. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN (Trang 26)
Hình 13. Chia lưới phần tử - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 13. Chia lưới phần tử (Trang 28)
Bảng 6. Thông số lưới mô hình 1 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Bảng 6. Thông số lưới mô hình 1 (Trang 29)
Hình 14. Mô hình điều kiện biên - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 14. Mô hình điều kiện biên (Trang 29)
Hình 17. Áp lực theo phương pháp tuyến trên đáy silo - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 17. Áp lực theo phương pháp tuyến trên đáy silo (Trang 31)
Hình 20. Áp lực gió tác dụng lên thân silo - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 20. Áp lực gió tác dụng lên thân silo (Trang 33)
Hình 21. Áp lực gió tác dụng lên đáy silo - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 21. Áp lực gió tác dụng lên đáy silo (Trang 34)
Hình 26. Kết quả chuyển vị theo phương Y - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 26. Kết quả chuyển vị theo phương Y (Trang 37)
Hình 31v. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 2 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 31v. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 2 (Trang 40)
Hình 33. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 4 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 33. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 4 (Trang 41)
3.2.2. Mô hình phần tử hữu hạn 3.2.2.1. Mô hình silo - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
3.2.2. Mô hình phần tử hữu hạn 3.2.2.1. Mô hình silo (Trang 43)
Hình 36. Chia lưới phần tử - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 36. Chia lưới phần tử (Trang 44)
Bảng 8. Thông số lưới mô hình 2 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Bảng 8. Thông số lưới mô hình 2 (Trang 45)
3.2.3.1. Tải tác động lên mô hình - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
3.2.3.1. Tải tác động lên mô hình (Trang 46)
Hình 39. Kết quả ứng suất Von – Mises - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 39. Kết quả ứng suất Von – Mises (Trang 47)
Hình 41. Kết quả chuyển vị theo phương X - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 41. Kết quả chuyển vị theo phương X (Trang 48)
Hình 43. Kết quả chuyển vị theo phương Z - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 43. Kết quả chuyển vị theo phương Z (Trang 49)
Hình 45. Giá trị lực tới hạn ứng với các trị riêng - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 45. Giá trị lực tới hạn ứng với các trị riêng (Trang 50)
Hình 47. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 2 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 47. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 2 (Trang 51)
Hình 46. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 1 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 46. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 1 (Trang 51)
Hình 49. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 4 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 49. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 4 (Trang 52)
Hình 48. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 3 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 48. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 3 (Trang 52)
Hình 50. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 5 - ĐỒ ÁN MÔN HỌCCƠ KỸ THUẬTĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BẤT ỔN ĐỊNH KẾT CẤUSILO TRỤ TRÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHẦN TỬ HỮU HẠN
Hình 50. Kết quả chuyển vị bất ổn định theo trị riêng 5 (Trang 53)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w