Bang 2.11. Chuyên vị tại các nút của giàn •f
3. Giải theo phưong thức APDL
3.3. PHÂN TÍCH KÉT CẤU DẰM VÀ KHUNG
• Ví dụ 3.1. Dâm lên tục hai nhịp
Xác định chuyển vị, mômen uốn, lực cắt của dầm.liên tục 2 nhịp có sơ đồ tính toán cho ở hình 3.10, tiết diện chữ IN230 có A = 46.5cm2, mômen quán tính Iz = 7080cm4, chiều cao dầm h = 30cm. Vật liệu thép CT3 có E = 2.1xl08kN/m2, p - 0.3.
Hình 3.10. Sơ đồ tinh toán dầm
1. Giải theo phương thức GUI
Đặt tên cho hài toán: Từ menu File > Change Title > Xuất hiện bảng Change Title Nhập: Vi du 3.1-Dam lien tuc hai nhịp > OK.
Mô hình hóa dầm: Chọn hệ đơn vị là kN, m. Tạo 5 điểm từ menu Preprocessor >
Modeling > Create > Keypoints > In Active cs > Xuất hiện bảng Create Keypoints in Active Coordinate System:
Trước hết tạo nút 1 với tọa độ X-0, Y-0. Z-0 > OK
Sau đó dùng chức năng Copy tạo các điểm 2, 3, 4, 5, từ menu Preprocessor >
Modeling > Copy > Keypoint > Nhấn chuột vào điểmt 1 > Apply > Xuất hiện bảng Copy Keypoints như ở hình 3.11 Nhập 1T1MY5 (kể cả điểm copy) và copy theo phương X với khoảng cách là DX=3 > Apply, ta có các điểm 1, 2, 3, 4, 5.
Tiếp đến vẽ các đoạn thẳng từ menu Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Straight Line > Nhấn chuột vào nút 1 -2, 2-3, 3-4,4-5, ta có 4 đoạn thẳng LI, L2, L3 và L4.
Copy Keypoints
[KGEN] Copy Keypoints
ITIME Number of copies ’ 5
DX
- including original
X”0ffeet in active cs 3
DY ¥-offset in active cs
DZ z-oflfeet in active cs KINC Keypoint increment
NOELEM Items to be copied ị Key points a mesh
OK Apply
an d wfe kJ
Hình 3.11. Lệnh copy diêm
Cancel Help
106
Định nghĩa loại phần tử: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Element Type > Add > Library of Element Types > Chon BEAM ở cửa sổ trái và 2D elastic 3 ở cửa số phải > OK > Element Type và Beam3 đã được dưa vào danh sách > Option >
Beam Element Type Option > Chọn Include Output trong Member Force + Moment Output K6.
Định nghĩa đặc trưng hình học cho phần tử Beam3: Preprocessor > Real Constants >
Add\Edit\Delete > Real Constant Set Number 1, for Beam3 như ở hình 3.12 và nhập các số liệu sau: AREA 46.5xl0'4 m2, Izz = 7080xl0’V, HEIGHT = 0.30m > OK.
K Real Constants for BEAMS . ss S'Us , '"i . % • • *• . • % • V •
Element Type Reference No, 1 Real Constant Set to.
Cross-sec tcoal area AREA Area moment of inertia I7Z Total beam heựìt FLIGHT Shear defeztnn constant S-EARZ Initial a in iSTRN
Added rnass/uHit length ÀDOMAS
Apply ; Cancel ị
<
j46Je-4 ịvũẵũe-S [õã
---*• ■
|o
iwwwwwwmi0- ■■layiIIIII
Hĩnh 3. ĩ2. Định nghĩa đặc trưng hình học của Beam3
Định nghĩa thuộc tỉnh của vật liệu: Preprocessor > Material Props > Material Model
> Define Material Model Behavior > Nhấn nút Structural > Linear > Elastic > Isotropic
> Linear Isotropic Properties for Material 1 > Nhập EX = 2.1xl08kN/m2 và Poisson PRXY = 0.3 > Material > Exit.
- Chọn kích thước lưới: Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > Manual Size >
Lines > All Lines > Xuất hiện bảng Element Sizes on All Selected Lines như ở hình 3.13 > Nhập số đoạn phần tử NDIV = 5 > OK.
K? Element Sizes on All Selected Lines
s ♦ ♦ *• S ♦ V ♦ ♦ s * X * •* * ệ J ♦ ♦ V s * * * *♦ •ằ
(LÊSkì?] EỈ&íTsẹc^ en sH Séiệcted lines.
SuE E íernsnt eidge fengtfi ỉ V Nq . 0 íe&ri W ỉ dim ions
L&ộd sníy M Of zero) SĩXMOiY C<¥1 be
mors Qptons to
Hình 3. ỉ 3. Chọn kích thưởc phần từ
Cancel
107
- Chia lưới phần ỉu: Preprocessor > Meshing > Mesh > Lincs > Xuâl hiện bang Mesh Lines như ơ hình 3.14 > Nhấn vào nút Pick All.
Apply F/M on KPs
Hình 3.Ỉ4
Pick c Unpick
<♦ Single r Box
r Polygon r Cizcl*
2
Apply Cancel
Help
Hình 3. J5
- Chọn kiêu phán lích: Solution > Analysis Type > New Analysis > Xuat hiện bang New Analysis > Chọn ' Static > OK.
- Gán liên kef: Solution > Define Loads > Apply > Displacement > On Keypoints
> Chọn diem 1 > Appy > Apply u, KOT on KPs như ở hình 3.16a > Chọn Lx. Uy >
Nhập VALUE 0 > OK. Chọn điểm 3. 5 hoặc nhập 3. 5 vào báng Apply u. RO r on KPs như ờ hỉnh 3.17 > OK > Chọn Uy > Nhập VALUE -- 0 như ở hình 3.16b > OK.
b)
r
Hình 3.Ỉ6. Gán hên kẻt vào ccác chêm /, 4 và 6
108
Apply u,ROT o... Apply PRES on ...
i* Pick c Unpick
í* Sinyl* c Box r Polygon r Circl*
£yy;.
Count - 0
Maximum ô $
HiniMUM * X
Kôyp Ho,
ềãÊttÊỊÉỆttỆttỆttỆttMtMtMtt^l^H^r^^^^^ÊiÊÊÊiÊtiÊtỊÊtiÊiÊệtÊệtỂệíÊtt^
<• Lixt of XCOBA c Kin, Max, Inc
I
iiiftiliifiiflflllll...fUmin... ... ‘ ‘ niii^iiifofHfr
3,5
Pick c Unpick
iằ Singlo c Bồx
c Polygon c Circle r
MWWWWWWmtMMNAMNeNMMMtHWeMeMemMMAMMAMmMMWHAtM**
Count ằ 0
Maximum * 40
HinlAMM * 1 iiôM Ho, •
c of ICAMX
Km, Max, Inc
aMMMMttMM44W4AMAMW4*4*A
1,10,1
OK I Apply
Rexet Cancel Pick All I Help
OK Apply
Cancel
I....rufiiinrn...PHifii
Pick All Help
MMMIIIMtoMlMMÌMiMIỀMIÌMỀÌMMMMMMMI
Hình 3.17 Hình 3.18
- Gán tải trọng vào dầm: Trước hết gán tải trọng tập trung từ menu Solution >
Define Loads > Structural > Force/Moment > Nhẩn chuột vào điểm 2 hoặc nhập số 2 vào bảng Apply F/M on KPs như ở hình 3.15 > Nhấn Apply > Xuất hiện bảng Apply
F/M on KPs như ở hình 3.19 > Chọn mômen Mz, nhập giá trị của mômen VALUE = 80 mang dấu dương (+) vì vectơ mômen Mz cùng chiều với trục z > Apply.
Nhấn chuột vào điểm 4 hoặc nhập số 4 vào bảng Apply F/M on KPs tương tự như trên > OK > Xuất hiện bảng Apply F/M on KPs > Chọn phương của lực p là FY như ở hình 3.20, nhập giá trị của lực VALUE = -200 mang dấu âm (-) vì chiều của lực p ngược chiều với chiều dương của trục Y > OK.
A
[FK] Apply Force/Mo ment on Keypoints Lab Direction of force/mom
Apply as
If Constant value then:
VALUE Force/moment value
^Constant value
80
OK
__ •? *\
Hình 3.19, Gán mômen M vào diêm 2 cùa dâm
Cancel Help
109
[FK] Apply Force/Moment on Keypoints
Lab erection offorce/mom Apply as
If Constant value then:
VALUE Force/moment value
Wil rtiSvrt-
fy...J....
[constant value
nãõũ
OK Apply : Cancel
M-• — t tateA—
Hĩnh 3.20. Gản lực p vào điểm 4 của dầm
Tiếp đến gán tải trọng phân bố đều, từ Solution > Define Loads > Pressure > On Beams > Apply PRES on Beams > Chọn trực tiếp 10 phần tử Beams ở nhịp thứ nhất
(2x5 = 10) hoặc chọn ® Min, Max, Inc và nhập 1, 10, 1 vào bảng Apply Pres on Beams như ỏ hình 3.18 > OK > Apply PRES on Beams như ở hình 3.21 > Nhập giá trị áp lực tại nút I với VALDT00 mang dấu dương (+) vỉ chiều lực phân bổ hựớng vào dầm
(ngược chiều vỡi trục y của phần tử) > OK.
l^Apply,PRES.on;Beiim5 .. . O
— . A A~ ~ _ ớ- A A AAAAAAAA ~ ~ — ~ — Ề t-AA A A A A A A —... * ** * ** * ằằ AMA ~ ~ Ề—Ề-Ề-A AA AMA AMA AA A . - t__õ_õ__õ__õ_õ__õ_ ằ AAMMAMAAMA M__Ề__Ề_Ề__Ề_a_Ề__Ề_a_Ề__Ề_ A A A M A A M ^M hxjxxxt-ixxxaxxfc M
[SF8EAM] Apply Pressure {JPfeES) on Beam Elements
LKÊT Load key p
VALI Pressure value at node I ["103 r
VAU Pressure value at node J Ị
OK j Appky I Cancel I Help i
-W-V^Ai. frf ■'VWAW^-?A . Ỉ fe, AAVA.WAô^A e . . : Y A V - . f A e "f*.. ằV|V> e re Ỉ . : e3 e A V A V A. AA . : f. . AAô AV e*e A ôAA^
Hình 3.2ỉ. Gán tải trọng phân bổ vào nhịp ỉ cùa dầm
- Chạy chương trình: Solution > Solve > Currunt LS > Xuất hiện Solution is done thông báo việc giải bài toán đã hoàn thành > Nhấn Close và khai thác kết quả.
- Chuyển vị của dầm: General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solution > DOF Solution > Displacement Vector SUM, có biểu đồ biến dạng của dầm như ở hình 3.22. Thông báo chuyển vị USUM lớn nhất của dầm là DMX = 0.064165m.
NODAL solution ANSYS
STEP-l SƯB =x TIME®!
ỰSƯM (AVG) ĩtSYS=G
MX -.064165 SHX =.064165
;:/v ... . • •' -xxy;T •'N
0 .014259 .028518 .042776 .057035
.007129 .021388 .035647 .049306 .064165
Hình 3.22. Hình dạng biên dạng của dâm
- Biểu đồ mômen Hơn: Trước hết định nghĩa mã nội lực phần tử từ menu General Postprocessor > Element Table > Define Table > Define Additional Element Table Items > Với đổi tượng xuất là biểu đồ mômen uốn, nhập mă đầu I là MI với SMISC,6 >
110
Apply > Nhập mã đầu J là MJ với SMISC,12 > Apply > Với đối tượng xuất là biểu đồ lực cắt, nhập mã đầu I là QI với SMISC, 2 > Apply; nhập mã đầu J là QJ với SMISC, 8.
Sau đó hiển thị biểu đồ mômen uốn từ menu General Postprocessor > Plot Resul >
Contour Plot > Line Element Result > Plot Line- Element Results > Chọn mã nội lực ở đầu I là: MI và đầu J là MJ: > OK > Ta có biểu đè mônien uốn như ở hình 3.23.
LINS STRESS SĨEP=1
SUB “1 ĨIHE-l
HI MJ MIN =-332.s
BLBR=1O MAX ’331
ELEK*5
ANSYS
-332,5 ‘185,056 -37.811 103.833 257.278
-258.778 -111.333 38.111 183.556 331
Hình 3.23. Biêu đồ mômen uốn