Báo cáo bài tập lớn môn phương pháp số đề tài phân tích dầm chịu lực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN PHƯƠNG PHÁP SỐ ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH DẦM CHỊU LỰC Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thanh Trương LỚP L04 N[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

- -BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔN PHƯƠNG PHÁP SỐ

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH DẦM CHỊU LỰC

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Trương

LỚP: L04

Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm 20

Lê Hồ Hữu Nghĩa 2114176 Nguyễn Đức Sơn 2114661 Lưu Hà Quang Huy 2113492

TP HCM, 12/2022

I Giới thiệu bài toán.

Đề tài: Phân tích dầm chịu lực.

Mô phỏng bài toán:

Một dầm có chiều dài 6m bị ngàm 2 đầu Dầm gồm 2 phần tử, mỗi phần tử gồm 2 nút Phần tử thứ nhất có chiều dài 2m, phần tử thứ hai

có chiều dài 4m

Sử dụng phần mềm Abaqus mô phỏng ứng suất, biến dạng, chuyển vị của dầm khi phần tử thứ nhất chịu tải phân bố p = 20 kN

Thông số vật liệu:

- Vật liệu thép:

Module đàn hồi Young: E = 2,1.1011 N/m2

Hệ số Poison: v = 0,3

Ứng suất giới hạn: 345 MPa

II Phân tích ứng suất, chuyển vị và biến dạng

1 Mô hình hóa

- Vào phần mềm Abaqus, trong module Part chọn phần “Create Part”, chọn các thông số như hình 1.1:

Hình 1.1

- Sau khi khởi động giao diện vẽ đồ họa 2 chiều, chọn “Create Lines: Rectangle (4 lines)” và vẽ hình chữ nhật có kích thước như hình 1.2 (đơn vị là mét(m) ):

Hình 1.2

- Sau khi hoàn thành bấm chọn “Done” -> xuất hiện hộp thoại Edit Base

Extrusion, thiết lập thông số “Depth: 6” và chọn OK Mô hình dầm hoàn thành

được cho như hình 1.3

Hình 1.3

2 Định nghĩa vật liệu và thuộc tính mặt cắt

- Chọn module “Property”, sau đó chọn “Create Material” -> xuất hiện hộp

thoại Edit Material Name: thép, sau đó chọn Mechanical -> Elasticity -> Elastic, thiết lập thông số Young’s Modulus: 2.1e11; Poison’s Ratio: 0.3.

Hình 2.1

Tiếp tục chọn Mechanical -> Plasticity -> Plastic Thiết lập thông số Yield Stress: 3.45e8, Plastic Strain: 0 Sau đó chọn OK để xác nhận

Hình 2.2

- Nhấn biểu tượng “Create Section” -> xuất hiện hộp thoại Create Section, thiết lập như hình 2.3 và 2.4, sau đó chọn OK để hoàn thành định nghĩa thuộc tính mặt cắt

Hình 2.3

Hình 2.4

- Chọn biểu tượng “Assign Section” -> chọn mô hình dầm trong vùng đồ

họa -> nhấn Done, xuất hiện hộp thoại Edit Section Assignment, nhấn

OK để hoàn thành định nghĩa thuộc tính mặt cắt dầm đơn

3 Định nghĩa lắp ghép cấu kiện - Chọn module “Assembly”

- Chọn biểu tượng “Create Instance” -> xuất hiện hộp thoại Create

Instance, chấp nhận các mặc định và nhấn OK.

4 Thiết lập phân tích

- Chọn module “Step”

- Chọn biểu tượng “Create Step” -> xuất hiện hộp thoại Create Step, thiết lập như hình 4.1 và chọn Continue…

Hình 4.1

Xuất hiện cửa sổ Edit Step (hình 4.2), chấp nhận các mặc định và nhấn

OK

Hình 4.2

5 Tải trọng và điều kiện biên Chọn module “Load”

a Định nghĩa tải trọng

- Chọn biểu tượng “Create Load” -> xuất hiện hộp thoại Create Load Thiết lập thông như hình 5.1 và bấm Continue…

Hình 5.1

- Vùng thông báo hiển thị “Select surfaces for the load” (lựa chọn phần gán tải trọng), lựa chọn phần gán tải trọng là mặt trên của phần tử thứ nhất và bấm

“Done”

Hình 5.2

- Sau khi bấm “Done”, xuất hiện hộp thoại Edit Load, thiệt lập thông số

như hình 5.3 và bấm OK để hoàn thành định nghia tải trọng Sau khi hoàn thành,

mô hình dầm chịu tải trọng hiển thị như hình 5.4

Hình 5.3

Hình 5.4

b Thiết lập điều kiện biên

- Chọn biểu tượng “Create Boundary Condition” -> xuất hiện hộp thoại

Create Boundary Condition, thiết lập như hình 5.5 và bấm Continue…

Hình 5.5

- Vùng thông báo hiển thị “Select regions for the boundary condition”, chọn miền gán điều kiện biên là đầu dầm như hình 5.6 và bấm “Done”

- Xuất hiện hộp thoại Edit Boundary Condition, chọn ràng buộc các

chuyển vị thẳng U1=U2=0, chuyển vị xoay UR2=UR3=0 như hình 5.7 và bấm OK

Hình 5.6

Hình 5.7

- Tiếp tục làm như v với đầu còn lại của dầm

- Đối với điều kiện biên của nút còn lại của phần tử dầm thứ nhất, điều kiện biên được thiết lập như hình 5.8

Hình 5.8

6 Chia lưới

- Chọn module “Mesh” -> ở mục “Object” chọn Part: beam

- Chọn biểu tượng “Seed Part” -> xuất hiện hộp thoại Global Seed, thiết lập như hình 6.1 và bấm chọn Apply.

Hình 6.1

- Chọn biểu tượng “Mesh Part”, sau đó chọn Yes ở vùng thông báo để hoàn

thành việc chia lưới Mô hình sau khi chia lưới hiển thị như hình 6.2

Hình 6.2

7 Công việc phân tích - Chọn module “Job”

- Chọn biểu tượng “Create Job” -> xuất hiện hộp thoại Create Job -> Chọn

Continue…

- Thiết lập như hình 7.1, sau đó chọn OK để xác nhận

Hình 7.1

- Chọn biểu tượng “Job Manager” -> xuất hiện hộp thoại Job Manager -> chọn Submit để bắt đầu quá trình phân tích.

- Chọn Monitor để theo dõi quá trình phân tích, khi nào thông báo xuất

hiện như hình 7.2 thì nghĩa là việc phân tích đã hoàn thành

Hình 7.2

- Chọn Results để xem kết quả Chọn biểu tượng “Plot Contours on Deformed Shape” và thông số muốn xem trên thanh Toolbar: S(ứng suất),

U(chuyển vị), PE(biến dạng)

Hình 7.3 Ứng suất tương đương

Hình 7.4 Chuyển vị tương đương

Hình 7.5 Biến dạng tương đương

8 Nhận xét

Kết quả thu được phù hợp với thực tế, tuy nhiên mô hình thực hiện còn đơn giản và thời gian mô phỏng còn ngắn