Trường họp ỉ\ Gối tựa 5 chân cột L5 chưa bị lún DK,5,ALL hoặc DK,5, ux,o, , , UZ,ROTX,ROTY,ROTZ và DK,5,ƯY,0.
Copy các lệnh dưới đây được soạn thảo trong Word vào phần mềm Notepad có tên file là Vidu 3.6-Khung lT2N.txt được lưu trong ổ D\ Thư mục Z.BT-ANSYS (3) với đường dẫn D\ > z BT-ANSYS (3) > Vi du 3.6-Khung lT2N.txt.
147
/TITLE, Ví du 3.6 - Khung phang 1T2N /PREP7
ET,1,BEAM44
SECTYPE, 1,BEAM,I,IN40,0 SECOFFSET,CENT
SECDATA,0.155,0.155,0.4,0.013,0.013,0.008 SECTYPE,2,BEAM,I,IN30,0
SECOFFSET,CENT
SECDATA,0.135,0.135,0.3,0.0105,0.0105,0.0065 MP,EX, 1,2.1E+8
MP,PRXY,1,0.3 K, 1,0,0,0
K, 2,0,4,0
KGEN,3,1,2,1,6 K,7,14,0,0
LSTR,2,4 LSTR,4,6 LSTR,1,2 LSTR,3,4 LSTR,5,6 LSEL,S,„1
LATT,1„1„3„1 ! 1-MAT; LET; 3-Orien.Kp; LSECT LSEL,S,„2
LATT,1„1„3„1 LSEL,S,„3
LATT,1,,1„3„2 LSEL,S,„4
LATT,1„1„5„2 LSEL,S,„5
LATT,1„1„7„2 LSEL,ALL
LESIZE,ALL,,, 10„„„ 1 LMESH,ALL
/ESHAPE,1 ! Hienthi khung EPLOT
ANTYPE,0 DK,1,ALL DK,3,ALL
DK,5,UX,0,„UZ,ROTX,ROTY,ROTZ 148
DK,5,UY,0 ! Truong hop 2 thay bang DK,5,ƯY,-0.05 FK,2,FX,50
FK,3,FX,100
SFBEAM,1:20,1,PRES,-25 SFBEAM,21:30,l,PRES,-10 SFBEAM,41:50,l,PRES,-8 /SOLU
SOLVE /POST1
ETABLE,MYI,SMISC,5 ETABLE,MYJ,SMISC, 11 ETABLE,QZI,SMISC,3 ETABLE,QZJ,SMISC,9 ETABLE,NI,SMISC,1 ETABLE,NJ,SMISC,7 FINISH
Sau đó mở phần mềm ANSYS > Nhấn chuột > New Analysis > Nhập Vidu 3.6“
Khung 1T2N ở Analysis Jobname > OK > Nhấn File > Read Input from > Read File >
Vào D\Chọn Z.BT-ANSYS (3) > Chọn file Vidu 3.6-Khung lT2N.txt > OK. Sau khi nhấn OK chương trình sẽ chạy, khi cỏ thông báo Solution is done > Nhấn Close và khai thác kết quã tính toán.
Bảng 3.16. Giá trị nội lực của các phần tử
Id..'it.'.ffiifii . íH .XiVỂdVi-ủriVB'*^ |\ úrtdVk iVú/rtrtYft drtY Ủ ft! d"Ể-TỂ-v/-W-v<-/ftX<-X<4w**1 ■XW4*'• V •
Fite
PRINT ELEMENT TABLE HEMS PER ELEMENT
1MMH. POSĨ1 ELEMENT TABLE LISTING *ô—
STAT CURRENT ELEN MI _
ị 9.9673 2 36.901
3 54.834 4 63.768 5 63'ỹậl 6 54.634 7 36.568 Ặ <5ằi4 9 -26.565 10 71.632 11 “66.176
CURRENT _ỘJ__
3<901 54.834 63.768 63.701 54'534 36.568 9.5014
“26-565 -7<63?
"125.-78 -25.746
CURRENT .QI™'
52.389 37.389 22.389 7.3891 7.6109 -22.611
“37.611
“52-611 -67.611
"82.611 74.884 49 47.155 57.652 27.843 50 57,652 66.869 24.643
CURRENT 37.389 22.389 7-3891 -7-6109 -22.611
"37.611 -52.611 -57.611 -??-541
59.884 24.643 21-443
CURRENT Hi. _
"52.315 -52.315 -52.315
“52.315
"52.315
“52.315 -52.316 -52.315 -52.315
“52.31$
-21.443
“75.116 -75.116
QIRRENT NJ
“S2.31S -52A1S
“52,315
"52.315 -52.315 -62.316
“52.315 -52.315
“52.315 -211443 -75-116 -75.116 MINIMUM VALUES
ELEH 41
VALUE -82.984
IB 10
-125.7ằ -82.611
10 97.611
33 -172.5ằ
33 -172.50 MAXIMUM VALUES
ELEM 4 SB 11
UÁLÚE 63.768 66.869 74.884 11
59.884
11 -21.443
11 -21.443
149
- Xuất giá trị nội ỉực: General Postproc > List Result > Element Table Data > List Result Table Data > Chon Items 1-10 GRP1 > OK, có bảng 3T6 cho giá trị nội lực của
các phần tử.
Từ bảng 3.16 cho biết mômen uốn M nhỏ nhất MIN--125.70kNm và lớn nhất MAX=66.869kNm. Lực cắt Q nhỏ nhất MIN=-97.61 IkN và lớn nhất MAX=74.884 kN.
Lực dọc N nhỏ nhất MIN=-172.5OkN và lớn nhất MAX=-21.443kN hoàn toàn trùng khớp với kết quả tính theo phương thức GUI.
Trường hợp 2\ Gối tựa phải ở chân cột L5 bị lún ta thay điều kiện liên kết DK,ƯY,0 ở trường hợp 1 bằng DK,5,ƯY, -0.05, ta có kết quả tính toán chuyển vị, mômen uốn và
lực cắt cho ở các hình 3.91, 3.92, 3.93 và 3.94.
Kết quả tính toán:
Chuyển vị lớn nhẩt ƯSƯM: DMX - 0.05427 Im
Mômen uốn MY: MIN = -222.584; MAX - 69.082kNm Lực cắt QZ: MIN - -120.764kN; MAX = 105.18kN
Lực dọc N: MIN=-25.944kN; MAX=-1.872kN
NODAL SOLUTION STEP-1
SUB ô1 TIME-1
USƯM ỈAVG) RSYS=0
DHX -.054271 SMX =.054271
0 .01206 .024121 -036181 .048241
-00603 -01809 -030151 .042211 -054271
____ -1 __________ r
Hình 3.9L Chuyên vị khung ƯSUM (gôìphải bị ỉ Ún)
LINE STRESS STEP-1
SUB =1 TIMS-l
MYI MYJ MIN =-ZZZ.584
ELEM^IO
MAX =69.082 ELEM-3
-157.769 -92.954 “28.14
-190.176 “125.362 -60.547 4.268
ANSYS
-222-584 36.675
69.082
Hình 3.92. Biêu đô mômen uôn
150
LINE STRESS ANSYS
STSP=1 SUB =1 IĨME-1
QZI Q2J HIM =-120.764 BLBM=10
MAX = 105.IB ELEM-11
-ISO.764 -70.ỖS4 -20.344
-96.659 -45.449 4.761
29,865 80.075
54.97 105.18
Hình 3.93. Biêu đồ lực cắt
LINE STRESS STBPô1
SUB =1 TIME=1
NI NJ
MIN =-225.944 ELEM=33
MAX =-1.872 BLEM=13
ANSYS
-ZZ5-944 -176.15 126.356 “76.563 -26.769
-201.047 -151,253 -101.46 -51.666 -1.872
Hình 3.94. Biêu đồ lực dọc
• Ví dụ 3.7, Cống hộp hai khoang trên nền đàn hồi
Xác định chuyển vị và nội lực của một đơn vị chiều dài (Im) cống hộp 2 khoang đặt trên nền đàn hồi có hệ số nền k0 1.8x105kN/m3 theo bài toán hệ thanh phẳng, có kích thước và chịu tải trọng như ở hình 3.95 với trường hợp trong cống chưa có nước.. Vật
liệu bê tông có mô đun đàn hồi Eb = 1,94x 107kN/m2, hệ sổ Poisson p = 0.2.
7777777777777
q = 54kN/m
Hình 3.95. Sơ đô tỉnh toán công hộp
151
Giải theo phưong thức GUI
- Đặt tên bài toán: Từ menu File > Change Title > Xuất hiện bảng Change Title.
Nhập: “Vidu 3.7-Khung tren nen dan hoi” > OK.
- Tạo 6 điểm'. Từ menu Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active
cs > Xuất hiện bảng Create Keypoints in Active Coordinate System.
Nhập điểm 1 với tọa độ x=o, Y=o > Apply vói hệ đơn vị chọn là kN, m Nhập điểm 2 với tọa độ x=4, Y_o > Apply
Nhập điểm 3 với tọa độ X-8, Y=o > OK
Sau đó dùng chức nàng Copy tạo ba điểm 4, 5, 6, từ menu Preprocessor > Modeling
> Copy > Keypoint > Nhấn chuột vào nút 1, 2, 3 > OK > Xuất hiện bảng Copy Keypoints > Nhập ITIME=2 và ĐY-5 > OK, ta có 6 điểm 1, 2, 3, 4., 5 và 6.
- Vẽ các đoạn thẳng'. Từ Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Straight Line >
Nhấn chuột lần lượt vào nút 1-2, 2-3, 4-5, 5-6, 1-4, 2-3, 3-6, ta có mô hình khung gồm 7 đoạn thẳng như ở hình 3.96.
Llifts Kxm
AhlSYS
L7
Hình 3.96. Mô hình hóa khung
Defined Element Types:
Add,., ịị
— - <. J+-M 4iS 444 < itfMfi: úú: |S ■:!
Close Help
4iM i*V4i><i¥ ISV
Hĩnh 3.97. Định nghĩa toại phần từ 152
- Chọn loại phần í ử: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Xuất hiện Element Type như ở hình 3.97 > Add > Xuất hiện bảng Library of Element Types như ở hình 3.98 > Chọn phần tử BEAM54 ở hình này > OK > Chọn Options cho phân tử BEAM54.
S3 Library of Element Types
Only structural element types are shown
Library of Element Types Structural Mass
Link
Pipe Solid Shell Solid-Shell
{fl
tapered 54
Element type reference number 1
OK Apply ị
.drXri^.dririaai*.! I*. |S*.T 1*1 1*1*1 iSYY?
Cancel ị
. V. .bUAiUibM M n* iL*!1 !*■¥!*■ I* |V|*O*B |V?
Help ị
I a iVb iWoV I*b lYb H I*rf
Hình 3.98. Chọn phần tử BEAM54
“ Nhập đặc trưng hĩnh học cho phần tử BEAM54: Preprocessor > Real Cóntants >
Add\ EditVDelete > Xuất hiện bảng Real Constant Set Number 1, for BEAM54 như ở hình 3.99 và nhập các số liệu đặc trưng tiết diện và độ cứng của nền đàn hồi của phần tử BEAM54 như sau:
QReal Constant Set Number 1, for BEAM54 ’X
Ễtemerrt Type Reference Hũ. 1 Real Constant Set tto
Raai constants M team end 1 (note I) Cross-sec tmaft area AREA 1
Moment úf rerltó-about 2 Í21 OfStfromCG to tcp YBurf HYT1 Otót from CG to bot Y surf MYS1
Shear detection constant SKARZ BidSix taundatữn EPS InmI n element ISTRN Added ma$$Ặjnrt ADCMAS
OK I Apply ị
j Cancel j
OK OK
_ 5
Htnh 3.99. Gán hăng sô thực cho phân từ BEAM54
- Định nghĩa thuộc tính của vật liệu: Preprocessor > Material Props > Material Model > Xuất hiện bảng Define Material Model Behavior > Nhấn nút Structural >
Linear > Elastic > Isotropic > Xuất hiện bảng Linear Isotropic Properties for Material 1
> Nhập mô đun đàn hồi LX-1.94* 107kN/m2 và hệ số Poisson PRXY-0.2 > Xuất hiện lại bảng Linear Isotropic Properties for Material để nhập thêm vật liệu khác hoặc thoát khỏi chức năng này > Nhấn vào Material ở hàng trên cùng ở bảng này > Exit.
153
- Gán thuộc tỉnh cho các thanh của khung: Preprocessor > Meshing > Mesh Distributed > Lines > Pick Lines > Nhấn chuột vào các thanh 1-2 và 2-3 (đường LI, L2)
> Apply > Xuẩt hiện bảng Line Attributes > Nhập các thuộc tính của các thanh này như ở hình 3.100a:
MAT=1, REALM, TYPE=1 BEAM54 > Apply
Tiếp tục nhấn chuột vào các thanh 1-4 và 3-6 (đường L5, L7) > Apply > Xuất hiện bàng Line Attributes > Nhập các thuộc tính của thanh như ở hình 3.100b:
MAT=1, REALM, TYPE-1 BEAM54 > Apply
Tiếp tục nhấn chuột vào các thanh 4-5, 5-6 và 2-5 (đường L5, L7) > OK > Xuất hiện bảng Line Attributes > Nhập các thuộc tính của thanh như ở hình 2.100c
MAT=1, REALM, TYPEM BEAM54 > OK
Hình 3. ĩ00. Gán thuộc tỉnh chơ các thanh 4
ro Plot Numbering Controls
L/PNUM] Plot Numbering Controls KP Keypoint numbers
LINE Line numbers AREA Area numbers VOLU Yob me numbers NODE Node numbers
Elem / Attrib numbering TABN Table Names
SVAL Numeric contour values [/NUM] Numbering shown with DREPLOT] Repbt upon OK/Apply?
OK Ị Appy
r Off r Off
r Off r Off r Off
Element numbers r Off
r trff...Ị
[keplot
Cancel ỉ Help
Hình 3.101. Lệnh chọn hiên thị mã các phân từ
154
- Chọn kích thước lưới: Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > Manual Size > Lines >
All Lines > Xuất hiện bảng Element Sizes on All Selected Lines > Nhập NDIV = 10 > OK.
- Chia lưới phần tử: Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines > Xuất hiện bảng Mesh Lines > Nhấn vào nút Pick All.
- Hiển thị mã phần tử của khung: Utility Menu > PlotContrls > Numbering > Plot Numbering Controls > Chọn [Element Numbers] trong Elem/Attrib Numberings và trong [/NUM] Numbering shown with chọn [Numbers only] như ở hình 3.101 > OK >
Hiển thị mã các phần tử như ở hình 3.102.
ANSYS
BLBM NỤH
Hình 3 A 02. Vị trí và mũ các phân tử
- Định nghĩa kiêu phân tích: Solution > Analysis Type > New Analysis > Bảng New Analysis > Chọn ® Static > OK.
[DK] Apply Displacements (U,ROT) on Keypoints
Lab2 DOFs to be constrained All DDF
UY ROTZ
Apply as
If Constant value then;
VALUE Displacement value I
\ KEXPND Expand disp to nodes?
ịconstant value
No
OK Apply Cancel ị Help I
D
J
Hình 3. ĩ03. Gán tiên kết ngang vào nút 2
155
- Gản liên kêt: Solution > Define Loads > Apply > Displacement > On Keypoints >
Chọn điểm 2 > OK > Xuất hiện bảng Apply u, ROT on KPs như ở hỉnh 3.103 > Chọn Ux > Nhập giá trị chuyển vị VALUE = 0 > OK.
- Gán tải trọng phân hổ đểu q vào đường L4 và L5 của khung: Từ menu Solution >
Define Loads > Apply > Pressures > Chọn các phần tử từ 31 đến 50 ở hình 3.102 >
Apply > Apply PRES on Beams > Nhập giá trị tải trọng phân bố đều q=54kN/m như ở hình 3.104 > OK.
' ... •' 5^
ffl Apply PRES on Beams ■ ■■ ... f'-Jil
(SF8EAM) Apply Pressure (PRES) on Beam Elements
LKEY Load key pi
VALI Pressure value at node I 1*54 VALI Pressure value at node 3 ị
(leave blaric for uniform pressure)
...%• • • • ••••/•••• s... ...s * s * V * ô*... ... 0 ♦ ... ♦ s ♦
Optional offsets for pressure bad
IOFFST Offset from i node Ị
JOFFST Offset from J node I
OK I Apply I Cancel I help
Hĩnh 3.104. Gán tải trọng phản bố đều vào bàn nắp cổng
Hình 3. ĩ 05. Gán tải trọng phân bổ hình thang vào khung
Tiếp tục gán tải trọng phân bố hình thang vào các phần tử ở hai vách bên cống từ phần tử 51 đến 60 và từ phần tử 61 đến 70: Solution > Define Loads > Apply >
Pressures > Chọn phần tử 51 ở hình 3.102 > Apply > Xuất hiện bảng Apply PRES on Beams và nhập giá trị tương ứng cho ở hình 3.105 > Nhập VALI - 52 và VALJ = 48.9 như ở hình 3.106 > Apply > Chọn phần tử 52 > Apply > Apply PRES on Beams > Nhập
156
VALI = 48.9 và VALJ = 45.8 > Apply >... Các áp lực gán mang dấu (+) do có chiều ngược với chiều (+) của trục Y của phần từ.
Q Apply PRES on Beams
[SFBEAM] Appty Pr^surt (PftẼS) on Bôfĩi Etorrerừ LXEY
VALJ Presstrô Yđbe at node 1 VALJ Pressure value at node J
(teave bỉari for unto* m pressure) CpUũAdỉ offsets for pressure bad KXTST Offset from I node
ằF$Ĩ Offset from J node
OK
OK *pp*y
OK
Cancel j
Help
App*
Hình 3.Ỉ06. Gem áp ỉực đất bên vào xách trái
Dùng chuột chọn phần tử 61 ở hình 3.102 > Apply > Apply PRES on Beams > Nhập VALI = -52 và VALJ = -48.9 > Apply > Chọn phần tử 62 > Apply > Apply PRES on Beams > VALI = -48.9 và VALJ = -45.8 > Apply > ...> OK. Các áp lực gán mang dấu (-) do có chiều cùng chiều với chiều (+) của trục cục bộ Y của phan tử. Chiều trục cục bộ y cua phan tư được hiến thị qua lệnh sau: Plot Ctrls > Symbols > Xuất hiện bảng Symbols > Chọn hiên thị trục cục bộ y và hiên thị tải trọng phân bô tác dụng vào công theo 2 lệnh sau ờ hình 3.107.
ESYS Element coordinate sys
[/PSF] Surface Load Symbols
ữ Symbols
E/FSF] Surface Load Symbols Visibility key fix shells Plot symbols tn color
Show pres and convent as [/PSYMB] ether Symbols
cs Local coordinate system NOIR Nodal coordinate system ESYS Element coordinate sys LDIV Line element divisions LD1R Line direction
OK Cancel I
Pressures
i Pressures
r off
tv On
■ — •— IỂ ■■ .. . " ■ '"MB'dl ' • ■ ' Face outlines
r Off r off
p On % .... ... ... .. .
• ••• • • • •• .. . • ... •• ••• ••• •••••
Meshed
Hình 3.Ỉ07. Lệnh hiên thị áp lực vù hệ trục cục bộ
LùMÍtey
157
Sau khi nhấn OK ta có sơ đồ tải trọng phân bố tác dụng lên cống được thể hiện ở hình 3.108.
ELEMENTS ĩ-OS-NORM