Nguyễn Quận (CB) – Trần Văn Thùy
Khoa Kỹ thuật – Công nghệ
THIẾT KẾ TRÊN MÁY VI TÍNH
BÀI GIẢNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG
KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ
-------o0o--------
BÀI GIẢNG
THIẾT KẾ TRÊN MÁY VI TÍNH
Bậc: Đại học – Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Nguyễn Quận (Chủ biên) – Trần Văn Thùy
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................... i
LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................................... v
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRÊN MÁY TÍNH ............................. 1
1.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRÊN MÁY TÍNH .................................... 1
1.2 CÁC BÀI TOÁN TRONG KỸ THUẬT ..................................................... 2
1.2.1 Khái niệm chung ................................................................................... 2
1.2.2 Một số ví dụ về các bài toán trong kỹ thuật .......................................... 3
1.3 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (FEM) ........................................ 4
1.3.1 Tổng Quan ............................................................................................. 4
1.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite elemetn method - FEM) ........... 5
1.3.3 Các bước tổng quát trong FEM ............................................................. 6
1.3.4 Ứng dụng của FEM ............................................................................. 13
1.3.5 Ưu điểm của FEM ............................................................................... 16
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................... 16
1.5 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................... 16
Chương 2 PHƯƠNG PHÁP MA TRẬN ĐỘ CỨNG .......................................... 17
2.1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 17
2.2 ĐỊNH NGHĨA MA TRẬN ĐỘ CỨNG ..................................................... 17
2.3 XÂY DỰNG MA TRẬN ĐỘ CỨNG CHO PHẦN TỬ LÒ XO .............. 18
2.4 LẮP GHÉP MA TRẬN ĐỘ CỨNG CHO HỆ LÒ XO ............................. 24
2.4.1 Lắp ghép ma trận độ cứng bằng quan hệ lực-biến dạng, quan hệ tương
thích, và sự cân bằng lực nút ........................................................................ 24
2.4.2 Lắp ghép ma trận độ cứng toàn cục bằng nguyên lý chồng chất ........ 26
2.5 ĐIỀU KIỆN BIÊN ..................................................................................... 27
ii
2.5.1 Điều kiện biên thuần nhất ................................................................... 28
2.5.2 Điều kiện biên không thuần nhất ........................................................ 29
2.6 MỘT SỐ VÍ DỤ ......................................................................................... 30
2.6.1 Ví dụ 1 ................................................................................................. 30
2.6.2 Ví dụ 2 ................................................................................................. 33
2.7 TÓM TẮT CÔNG THỨC CHƯƠNG 2 .................................................... 36
2.8 BÀI TẬP .................................................................................................... 37
Chương 3 BÀI TOÁN KHUNG GIÀN ............................................................... 39
3.1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 39
3.2 THIẾT LẬP MA TRẬN ĐÔ CỨNG PHẦN TỬ THANH TRONG HỆ TỌA
ĐỘ CỤC BỘ .................................................................................................... 39
3.3 VÍ DỤ BÀI TOÁN THANH ...................................................................... 41
3.4 CHUYỂN VÉC TƠ TRONG HỆ TỌA ĐỘ 2 CHIỀU .............................. 43
3.5 MA TRẬN ĐÔ CỨNG PHẦN TỬ TRONG HỆ TỌA ĐỘ TOÀN CỤC
OXY ................................................................................................................. 46
3.6 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT PHẦN TỬ THANH TRONG MẶT PHẲNG
OXY ................................................................................................................. 51
3.7 CÁCH GIẢI GIÀN PHẲNG BẰNG FEM ................................................ 52
3.8 PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG TRONG XÂY DỰNG PHẦN TỬ
THANH ............................................................................................................ 56
3.9 PHƯƠNG PHÁP GALERKIN TRONG XÂY DỰNG PHẦN TỬ
THANH ............................................................................................................ 65
3.10 TÓM TẮT CÔNG THỨC CHƯƠNG 3 .................................................. 68
3.11 BÀI TẬP .................................................................................................. 69
Chương 4 BÀI TOÁN DẦM ............................................................................... 72
4.1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 72
iii
4.2 MA TRẬN ĐỘ CỨNG CỦA PHẦN TỬ DẦM ........................................ 72
4.2.1 Ma trận độ cứng phần tử dầm theo lý thuyết Euler-Bernoulli ............ 74
4.2.2 Ma trận độ cứng theo lý thuyết Timoshenko ...................................... 80
4.3 VÍ DỤ LẮP GHÉP MA TRÂN ĐỘ CỨNG CỦA DẦM .......................... 81
4.4 GIẢI BÀI TOÁN DẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỘ CỨNG TRỰC
TIẾP ................................................................................................................. 83
4.5 NGOẠI LỰC PHÂN BỐ ........................................................................... 86
4.5.1 Phương pháp công tương đương (Work-equavalence method) .......... 87
4.5.2 Ví dụ về thay thế lực phân bố ............................................................. 87
4.5.3 Công thức tổng quát cho lực phân bố ................................................. 89
4.6 PHẦN TỬ DẦM VỚI KHỚP XOAY BÊN TRONG................................ 94
4.7 XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẦN TỬ DẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP
THẾ NĂNG ..................................................................................................... 97
4.8 TÓM TẮT CÔNG THỨC ........................................................................ 100
4.9 BÀI TẬP .................................................................................................. 101
Chương 5 PHẦN MỀM RDM ........................................................................... 104
5.1 GIỚI THIỆU VỀ RDM ............................................................................ 104
5.2 MÔĐUN FLEXION ................................................................................. 104
5.2.1 Một số qui ước .................................................................................. 104
5.2.2 Ứng Dụng .......................................................................................... 105
5.2.3 Các nguyên tác mô hình hóa ............................................................. 105
5.2.4 Thực đơn chính của RDM – FLEXION ........................................... 106
5.2.5 Ví dụ .................................................................................................. 111
5.3 MÔĐUN OSSATURES ........................................................................... 116
5.3.1 Giới thiệu ........................................................................................... 116
5.3.2 Phân loại hệ thang ............................................................................. 116
