intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Đàn hồi ứng dụng: Chương 4 - ThS. Nguyễn Thanh Nhã

Chia sẻ: Huỳnh Mộc Miên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

29
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của bài giảng cung cấp cho người đọc những kiến thức về PP phần tử hữu hạn: Các khái niệm; dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên; đạng yếu (Weak form) của bài toán trị biên. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đàn hồi ứng dụng: Chương 4 - ThS. Nguyễn Thanh Nhã

  1. Đàn hồi Ứng dụng ThS. Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật, Khoa Khoa Học Ứng Dụng Đại học Bách Khoa TpHCM Email: nhanguyen@hcmut.edu.vn; thanhnhanguyendem@gmail.com ĐT: 0908.56.81.81 Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  2. Đàn hồi Ứng dụng 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên 4.3. Dạng yếu (Weak form) của bài toán trị biên Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  3. Đàn hồi Ứng dụng 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  4. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Các phương pháp số trong kỹ thuật • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)  Cơ học vật rắn tuyến tính, phi tuyến. Tĩnh học và động lực học  Cơ học lưu chất, tương tác lưu chất – cấu trúc (FSI)  Truyền nhiệt ổn định, quá độ  Truyền âm  Áp dụng tốt cho các bài toán tuyến tính lẫn phi tuyến • Phương pháp thể tích hữu hạn (FVM)  Áp dụng tốt cho các bài toán động lực học lưu chất • Phương pháp phần tử biên (BEM)  Truyền âm  Truyền sóng  Cơ học nứt đàn hồi tuyến tính  Giới hạn trong các bài toán tuyến tính Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  5. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Ý tưởng phương pháp PTHH Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  6. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Ý tưởng phương pháp PTHH Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  7. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Ý tưởng phương pháp PTHH Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  8. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Lịch sử của FEM Toán học: Các phương pháp Tĩnh học vật rắn Các phương pháp xấp xỉ sai phân hữu hạn Rayleigh (1870), Ritz (1909) Richardson (1910) Global approximations, Minimun of Potential Energy Numerical solution of differential equation Galerkin (1915) Global approximations, Displacement method Method of Weighted Residuals Drehwinkelverfahren Mann 1926 Latice models Hrennikoff 1941 Finite Element Method Finite Volume Method Argyris (1955), Turner Computational Fluid Dynamics & Clough (1956) Book: The Finite Element Method TIME O.C. Zienkiewicz (1967) Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  9. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Các khái niệm cơ bản Mô hình thực tế Rời rạc hóa cấu trúc “phần tử hữu hạn” trường chuyển vị trong phần tử e chuyển vị tại các nút i, j k, l của phần tử e các hàm xấp xỉ Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  10. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Các dạng phần tử Phần tử thanh gậy Phần tử thanh dầm Phần tử tấm vỏ (plate, shell) (truss, bar, link) (beam) Phần tử đối xứng trục Phần tử khối 2D (Plane, Slab) (axisymetric) Phần tử khối 3D (solid) Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  11. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng Áp dụng các dạng phần tử Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  12. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng From CAD to FEM Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  13. 4.1. Các khái niệm cơ bản về FEM Đàn hồi Ứng dụng From CAD to FEM Bài toán START thiết kế CAD Bài toán PRE-PROCESSING kiểm định, NO FEM cải tiến? POST-PROCESSING GOOD? YES FINISH Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  14. Đàn hồi Ứng dụng 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  15. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Quan hệ Biến dạng - Chuyển vị Hệ thức Cauchy: u1 u u 11  ;  22  2 ;  33  3 X 1 X 2 X 3 1  u1 u2  1  u1 u3  1  u2 u3  12   21     ; 13   31     ;  23   32    ; 2  X 2 X 1  2  X 3 X 1  2  X 3 X 2  Viết dưới dạng tensor:  1 1   u 1,1 ( u1,2  u2,1 ) ( u1,3  u ) 3,1  2 2    1 1  1   (u1,2  u2,1 ) u2,2 (u2,3  u3,2 )  (ui , j  u j ,i ) 2 2  2 1 1   (u1,3  u3,1 ) (u2,3  u3,2 ) u3,3  2 2  Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  16. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Quan hệ Biến dạng - Chuyển vị Viết dưới dạng vector:     X 0 0    11  22  33 212 2 23 213  T  1      0 0   11  X 2  11 12 13         22  23   22   0     0  u1    33    X 3    sym  33     u2  212       0   u3  u  u1 u2 u3  T  2 23   X 2 X 1      213   0     X 2  ε  D u    X 3 0     X X 1   3 ε u sym D : differential operator Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  17. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Phương trình cân bằng Hệ PT cân bằng có xét đến thành phần quán tính   11  12  13  X  X  X   b1   u1  1 2 3   u1   11,1   12,2   13,3   b1   21  22  23       b2   u2   u1   21,1   22,2   23,3   b2  X 1 X 2 X 3  u        b   31  32  33  1 31,1 32,2 33,3 3      b3   u3  X 1 X 2 X 3 Hệ PT cân bằng viết dưới dạng tensor   ui   bi   ij   bi   ij , j X j   11,1   12,2   13,3     u  divσ   b divσ   21,1   22,2   23,3    ij , j  31,1   32,2   33,3  Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  18. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Phương trình cân bằng Viết dưới dạng vector:   11  12  13  σ  11  22  33 12  23 13  T σ  22  23    b  b1 b2 b3   sym  33  T       11   X   X 3   22  0 0 0 X 2  u1   1  b1          33   u2   0 0 0      b2   D σ   b      u3   X 2 X 1 X 3   12   b3         23   0 0 0    X 3 X 2 X 1   13  D : differential operator Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  19. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Quan hệ Ứng suất – Biến dạng (Định luật Hook) Viết dưới dạng tensor:  11    2    0 0 0   11       2  0 0 0    22   22      33     2 0 0 0    33       12    0 0   212   23    0   2 23        13   sym    213  σ C ε σ  Cε Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
  20. 4.2. Dạng mạnh (Strong form) của bài toán trị biên Đàn hồi Ứng dụng Các phương trình cơ bản 3 phương trình trong bài toán tổng quát:  u  divσ   b σ  Cε   u   b  div(C  u) sym ε u sym Đối với bài toán tĩnh: div(C  sym u)   b  0 Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – ĐH Bách Khoa TpHCM – 2011
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2