Báo cáo cuối kỳ môn học cấu trúc tàu bay final project

Đinh Văn Đức... Không gian làm vi c: trong không gian 2D so v i 3D... 1-FEM elements2-FEM elements 5-FEM elements 8-FEM elements 10-Analytica l.

BÁO CÁO CU I K MÔN H C Ố Ỳ Ọ

CẤU TRÚC TÀU BAY

………

………

………

………

………

………

………

………

Tiêu chí Điểm số Điểm Chữ

Trình bày

Nội dung

Phản biện

Tổng điểm

Tp.HCM, ngày … tháng …… năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên và ghi rõ h ọ tê n)

3 Các thông s u vào: ố đầ 8

4 Các đặt tính của v t li ậ ệu: 11

5 Các trường hợp mô ph ng: ỏ 12

KẾT QU MÔ PH Ả ỎNG 12

1 Mô ph ng 1: ỏ 12

2 Mô ph ng 2: ỏ 22

a Trường hợp 0 24

b Trường h p 1 25 ợ c Trường hợp 2 27

d Trường h p 3 29 ợ PHÂN TÍCH, K T LU N Ế Ậ 31

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 34

Danh M c Hình ụ Ảnh LỜI NÓI ĐẦU 6 GIỚI THI U CHUNG Ệ 7 KẾT QU MÔ PH Ả ỎNG 12

1 Mô ph ng 1: ỏ 12

Hnh 1-1 Hình dạng dầm công xôn _ 13 Hnh 1-2 Kết cấu 1 phần tử _ 13 Hnh 1-3 Kết cấu 2 phần tử _ 14 Hnh 1-4 Kết cấu 5 phần tử _ 14 Hnh 1-5 Kết cấu 8 phần tử _ 14 Hnh 1-6 Kết cấu 10 ph n t ầ ử 15 Hnh 1-7 Kết cấu 23 ph n t ầ ử 15 Hnh 1-8 ng su Ứ ất B21 15 Hnh 1-9 ng su Ứ ất mỏi B21 _ 16 Hnh 1-10 Biến dạng B21. _ 16 Hnh 1-11 Phần tử B22 và m ật độ lướ i 23 16 Hnh 1-12 ng su Ứ ất B22 _ 17 Hnh 1-13 ng su Ứ ất mỏi B22 17 Hnh 1-14 Biến dạng B22. _ 17 Hnh 1-15 Phần tử B23 và m ật độ lướ i 23 _ 18 Hnh 1-16 ng su Ứ ất B23 _ 18 Hnh 1-17 ng su Ứ ất mỏi B23 19 Hnh 1-18 Biến dạng B23. _ 19 Hnh 1-19 So sánh kết c u mô ph ấ ỏng so v i tính toán. _ 20 ớ Hnh 1-20 Biểu đồ ữa các phần tử từ gi 1 đế n 10 _ 20 Hnh 1-21 So sánh kết quả mô phỏng so v i tính toán 23 ph ớ ở ần tử 21 Hnh 1-22 Biểu đồ so sánh gi ữa các loại phần tử _ 21

2 Mô ph ng 2: ỏ 22

Hnh 2-1 Hình dạng dầm công xôn _ 22 Hnh 2-2 Hình dạng ống rỗng _ 22 Hnh 2-3 Hình dạng hộp rỗng _ 23 Hnh 2-4 Hình dạng chữ I _ 23 Hnh 2-5 Chuyển v ị trên đầ ự do 24 u t Hnh 2-6 ng su Ứ ất 24 Hnh 2-7 ng Ứ suất mỏi _ 25 Hnh 2-8 Biến dang _ 25 Hnh 2-9 Chuyển v ị trên đầ ự do _ 26 u t Hnh 2-10 ng su Ứ ất _ 26 Hnh 2-11 ng su Ứ ất mỏi 27

Hnh 2-12 Biến dạng 27 Hnh 2-13 Chuyển v ị trên đầ ự do 28 u t Hnh 2-14 ng su Ứ ất _ 28 Hnh 2-15 ng su Ứ ất mỏi 28 Hnh 2-16 Biến dạng 29 Hnh 2-17 Chuyển v ị trên đầ ự do 29 u t Hnh 2-18 ng su Ứ ất _ 30 Hnh 2-19 ng su Ứ ất mỏi 30 Hnh 2-20 Biến dạng 30

PHÂN TÍCH, K T LU N Ế Ậ 31

Hnh 2-21 H nh 1 19 So sánh k  ết cấu mô phỏng so v i tính toán 31 ớ Hnh 2-22 H nh 1 21 So sánh k  ết quả mô phỏng so v i tính toán 23 ph ớ ở ần tử _ 32 Hnh 2-23 So Sánh biến dạng 33 Hnh 2-24 So sánh độ ệch dóc. _ 33 l

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 34

Tài li u tham kh ệ ảo

1 Hướng dẫn ABAQUS-Tập 1- Phân tích và truy n nhi t bình n b ng ph ề ệ ổ ằ ần ABAQUS, Ths Đinh Văn Đức

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình h c t ọ ập dướ ự hướng dẫn, gi ng d y c i s ả ạ ủa thầy Nguy n Th ễ ế Hoàng trong môn h c C u trúc tàu bay, tr i qua th i gian t tìm hi u, tính toán, mô ọ ấ ả ờ ự ể phỏng cơ bản thì môn Cấu trúc tàu bay đóng một vai trò vô cùng quan tr ọng đố ới i v ngành hàng không Nhờ những kiến cơ bản nhất con người đã tạo ra những con chim s t không l bay trên b u tr ắ ồ ầ ời cho đế n ngày nay

Để có thể hiểu sâu hơn với môn học này, nhóm s ẽ viế t báo cáo v k t qu mô ề ế ả phỏng cuố ỳ i k b ng nh ng ki n th ằ ữ ế ức đã học được.

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Lý do làm Project:

• Để ngườ i học làm quen v i ph n m ớ ầ ềm FEM thương mại (ABAQUS)

• Giúp người học phát tri n nh ng k ể ữ ỹ năng sau:

- Kỹ năng cứng + Hiểu rõ cách s d ử ụng phương pháp phần tử h u h n và ng d ữ ạ ứ ụng phương pháp ph n t h u h n tr ng vi c mô ầ ử ữ ạ ọ ệ ph ng ỏ

+ Hiểu được các bước cơ bản để thực hiện mô phỏng bằng ph n m ầ ềm Abaqus

+ Áp d ng các ki n th ụ ế ức cơ bản đã học để lập mô hình s ố các trường hợp thự ừ c t việc phân tích cấu trúc b ng ph n m m FEM (ABAQUS) ằ ầ ề

+ Thông qua các trường hợp mô ph ng bi ỏ ết được sự quan tr ng c ọ ủa các điều kiện biên, ng su t, chuy ứ ấ ển v ị và ảnh hưở ng c a các l ủ ực phân bố trên toàn b ộ kết cấu

+ Làm th ế nào để trình bày m t cách hi u qu m ộ ệ ả ột chủ đề khoa h ọc.

2 Giới thiệu tổng quan:

➢ Về phầ n m m ABAQUS ề Hiện nay ph n m m FEM (ABAQUS) là m t b ầ ề ộ ộ phần m m l ề ớn dùng để mô ph ng ỏ các công trình, k t c u d ế ấ ựa trên phương pháp phần tử hữu hạn, ph m vi gi i quy ạ ả ết

vấn đề của nó từ phân tích tuy ến tính tương đối đơn giản đế n các v ấn đề phi tuyến phứ ạ c t p Ph n m m có kho ph n t phong phú, có th mô ph ng m i hình d ng b ầ ề ầ ử ể ỏ ọ ạ ất

kỳ Đồng thời sỡ hữu kho mô hình v t li ậ ệu đa dạ ng có th mô ph ể ỏng đại đa số tính năng vật liệu k t c ế ấu điển hnh, trong đó bao gồm kim lo i, cao su, v t li u cao phân ạ ậ ệ

tử, v t li u ph c h p, Ph ậ ệ ứ ợ ần mề m không ch ỉ giải quy t v ế ấn đề trong phân tích k ết cấu ( ng su ứ ất, chuy n v ) mà còn có kh ể ị ả năng mô phỏ ng và nghiên cứu nhi ều vĩnh vực khác như truyề n nhi ệt, âm thanh, điệ ử, cơ học môi trường điệ n t n áp

➢ Về d án mô ph ự ỏng Yêu cầu chính

• Viết báo cáo nhóm

• Trình bày các k t qu ế ả thu đượ c trong quá trình mô ph ng ỏ

Tiêu chí c n có ầ

• Kỹ năng sử dụng ABAQUS:

+ Thể hiệ ố n t t các k ỹ năng sử ụng cơ bả d n

+ Trình di n các k thu t tiên ti n c a ph ễ ỹ ậ ế ủ ần m ềm.

• Phương pháp và kết quả mô phỏng:

+ Tính đúng, đủ các s ố liệu (đầ u vào, thi t l ế ập, đầ u ra)

+ Khả năng phân tích một cách có logic t các k t qu ừ ế ả thu được

• Sự phù hợp, chính xác, thái : độ + Làm theo hướng d n và câu h ẫ ỏi các trườ ng h ợp

+ Thể hiệ n m t cách chuyên nghi ộ ệp.

3 Các thông số đầu vào:

Sử dụng kết cấu d ầm đượ c th ể hiện trong hình 1 Vì d m có k t c ầ ế ấu tương đối mảnh nên chúng ta mô hình hóa nó v i các ph n t d ớ ầ ử ầm.

Không gian làm vi c: trong không gian 2D so v i 3D ệ ớ Phầ ử ữ n t h u h n: 1D so v 2D và so v i 3D ạ ới ớ

Cách ti p c ế ận ( đơn giản nhất):

+ Không gian làm vi c: 2D ệ

Đề bài:

Một d m công xôn ầ đượ c c ố định m ở ột đầ u ch ịu tải tr ng th ọ ẳng đứ ng t ại điể m P ở

đầ ự u t do (trên trục thẳng đứng đối xứng mặt c t ngang) ắ

- Element types: Ch n lo i nào? ọ ạ

- Mesh densuty: C n bao nhiêu (ph n t /nút) là ? ầ ầ ử đủ

Mục đích:

- Nghiên cứu ảnh hưở ng c ủa “tiế t diện d ầm” mặ t cắt ngang

- Ảnh hưởng của các m t c ặ ắt khác nhau đến kết qu ả

- Lựa ch n m t c t thích h ọ ặ ắ ợp để thi t k k t c u ế ế ế ấ

Đề bài:

Một d m công xôn ầ được cố đị nh một đầu ch u t i tr ng th ở ị ả ọ ẳng đứ ng t ại điể m P ở

đầ ự u t do (trên trục thẳng đứng đối xứng mặt c t ngang) ắ

- Mặt cắt ngang là 4 trường hợp sau:

+ Trường hợp 0: Mặt c t hình ch ắ ữ nhậ t + Trường hợp 1: Mặt c t hình ắ ống r ỗng + Trường hợp 2: Mặt c t hình h p ắ ộ + Trường hợp 3: Mặt c t ch I ắ ữ

Cost: 3315.00 S/kg Density: ρ = 2.9*10 3 kg/m 3

Young’s Modulus: E = 245 Gpa Shear Modulus:G = 110 Gpa Poisson’s Ratio: v = 0.12 Yield Stress: σ y = 360 Mpa UTS: 500 Mpa σ f = Breaking strain: ε f = 6.0 % Fracture Toughness: K 5.0 MN.m e = -3/2

Hnh 1-1 Hình dạng dầm công xôn

- Loại ph n t ầ ử B21 và m ật độ lưới tăng dần 1, 2, 5, 8, 10 và 23

+ Chuyển v d a vào m ị ự ật độ lưới tăng dần

Hnh 1-2 Kết cấu 1 phần tử

H nh 1-3 Kết cấu 2 phần tử

Hnh 1-4 Kết cấu 5 phần tử

Hnh 1-5 Kết cấu 8 phần tử

H nh 1-6 Kết cấu 10 ph n t ầ ử

+ Ứng suấ t và ng su ứ ất mỏi trên dầm

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

+ Chuyển v d a vào m ị ự ật độ lưới 23 ph n t ầ ử

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

Hnh 1-17 ng su Ứ ất mỏi B23.

+ Bi n d ng trên d ế ạ ầm.

Hnh 1-18 Biến dạng B23

- So sánh độ lệch dọc tr ng lo ọ ại phần t B21 và sai s ử ố

(1-FEM elements

(2-FEM elements)

(5-FEM elements

(8-FEM elements)

(10-Analytica l

Hnh 1-21 So sánh kết quả mô phỏng so v i tính toán 23 ph ớ ở ần tử

Hnh 1-22 Biểu đồ so sánh giữa các loại phần tử

Nodes Độ dài (L, m) Y-B21(h, mm) Y-B22 (h, mm) Y-B23 (h, mm) Analytical (h, mm)

2 Mô phỏng 2:

- Hình d ng sau khi nh p thông s u vào ạ ậ ố đầ

Hnh 2-1 Hình dạng dầm công xôn

H nh 2-3 Hình dạng hộp rỗ ng.

Hnh 2-4 Hình dạng chữ I

a Trường hợp 0

+ Chuyển v trên d ị ầm.

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

Hnh 2-9 Chuyển v ị trên đầ ự do u t

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

Hnh 2-13 Chuyển v ị trên đầ ự do u t

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

+ Bi n d ng trên d ế ạ ầm.

H nh 2-16 Biến dạ ng.

d Trường hợp 3

+ Chuyển v trên d ị ầm.

+ Ứng suấ t và ng su t m ứ ấ ỏi trên d ầm.

Hnh 2-18 ng su Ứ ất.

+ Bi n d ng trên d ế ạ ầm.

H nh 2-22 H nh 1 21 So sánh k  ết quả mô phỏng so v i tính toán 23 ph ớ ở ần tử

+ Ở u t đầ ự do độ lệch dọc của loạ i ph n t B23 b ng v i giá tr lý thuy ầ ử ằ ớ ị ết + Độ chính xác của các giá trị thay đổi nhiều qua các lo i ph ạ ần t ử

- Vậy lo i ph n t phù h p nh ạ ầ ử ợ ất để cho giá tr chính xác là B23 ị

Qua các k t qu mô ế ả phỏ ng:

H nh 2-23 So Sánh biến dạ ng.

+ D ầm có độ biến dạng nhỏ nhấ t là d m m ầ ặt c t ch I ắ ữ + D ầm có độ biến d ng l n nh t là d m m t c ạ ớ ấ ầ ặ ắt hình ng r ng ố ỗ + D ầm có độ ệ l ch dóc l n nh t là d m có m t c ớ ấ ầ ặ ắt hình ch h ữ ộp r ng ỗ + D ầm có độ ệ l ch dóc nhỏ nhấ t là d m có mặt c t hình ch ầ ắ ữ nhậ t + Qua các d ữ liệu thu được thì d m có m t c t ch I có bi n d ng ít nh ầ ặ ắ ữ ế ạ ất Nhưng độ lệch dóc ở đầ ự u t do lại dịch chuy n nhi ể ều hơn

12 1.15 -2,83E+00 -6,31E+00 -8,79E+00 -0.000120853

X Y -Rec Y -Pipe Y -Box Y -I

1 0 -1,60E-27 -1,60E-27 -1,60E-27 -1,60E-27