Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích kết cấu tấm bằng phần tử MITC3+ được làm trơn trên cạnh (ES-MITC3+)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là xây dựng công thức PTHH cho phần tử tấm tam giác 3 nút sử dụng kỹ thuật làm trơn trên cạnh (ES) và kỹ thuật khử khóa cắt MITC3+, gọi là phần tử ES-MITC3+, để phân tích kết cấu tấm đồng nhất đẳng hướng với hy vọng có kết quả tính toán chính xác hơn và tốc độ hội tụ nhanh hơn các phần tử cùng loại.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích kết cấu tấm bằng phần tử MITC3+ được làm trơn trên cạnh (ES-MITC3+)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN VĂN CHƠN PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM BẰNG PHẦN TỬ MITC3+ ĐƯỢC LÀM TRƠN TRÊN CẠNH (ES-MITC3+) NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP – 60580208 S K C0 0 5 9 0 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ??? LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN VĂN CHƠN ??????? ????? PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM BẰNG PHẦN TỬ MITC3+ ĐƯỢC LÀM TRƠN TRÊN CẠNH (ES-MITC3+) NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG ???? TRÌNH DD VÀ CN - 60580208 CÔNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN VĂN CHƠN PHÂN TÍCH KẾT CẤU TẤM BẰNG PHẦN TỬ MITC3+ ĐƯỢC LÀM TRƠN TRÊN CẠNH (ES-MITC3+) NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD VÀ CN - 60580208 Hướng dẫn khoa học: TS. CHÂU ĐÌNH THÀNH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2018
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: TRẦN VĂN CHƠN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 29/9/1988 Nơi sinh: An Giang Quê quán: Bình Phước Xuân, Chợ Mới, An Giang Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 403 ấp Bình Phước, Bình Phước Xuân, Chợ Mới, An Giang. Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0939 686 791 Fax: E-mail: tranchonangiang@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/ … Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 12/2011 đến 12/2013 Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Kỹ thuật công trình xây dựng Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: CHUNG CƯ NGUYỄN KIM THÀNH PHỐ VŨNG TÀU Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 25/11/2013, tại trường Đại học Tây Đô Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Thành III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Giảng dạy tại trường Cao đẳng nghề 2013 - 2016 Giảng dạy An Giang 2016 - 2017 Công ty TNHH XÂY DỰNG Quản lý dự án TMDV & TTNT THIÊN PHÚC Công ty Cổ Phần Tư Vấn ASICO 2017 đến nay CAD Technician VIỆT NAM i
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 năm 2018 Trần Văn Chơn ii
LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy TS. Châu Đình Thành đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ, cung cấp các thông tin cần thiết để tôi thực hiện luận văn này. Cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi học tập tại tỉnh nhà, cung cấp nền tảng kiến thức để tôi thực hiện được công việc nghiên cứu luận văn của mình. Chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo Khoa Xây Dựng của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Cảm ơn tất cả người thân trong gia đình, tập thể lớp cao học xây dựng XDC16B, đã gắn bó giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong khóa học vừa qua để tôi thuận lợi hoàn thành luận văn. Vì kiến thức và thời gian thực hiện luận văn thạc sĩ có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Tôi rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô, bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 năm 2018 Trần Văn Chơn iii
TÓM TẮT Luận văn nghiên cứu kỹ thuật làm trơn trên cạnh để phát triển cho phần tử MITC3+, để tạo nên một phần tử mới được gọi là phần tử ES-MITC3+ có khả năng phân tích tĩnh cho tấm đồng nhất và đẳng hướng. Do sử dụng kỹ thuật MITC3+ để khử hiện tượng khóa cắt nên phần tử này có thể được dùng để giải quyết cho các bài toán tấm dày và tấm mỏng. Phần tử ES-MITC3+ được sử dụng để tính toán cho một số bài toán tấm điển hình nhằm đánh giá mức độ chính xác và hội tụ. Thông qua các kết quả ví dụ số minh họa đạt được, ta thấy phần tử ES-MITC3+ có khả năng phân tích tĩnh cho cả tấm mỏng và tấm dày với độ chính xác tương đương các phần tử tấm tam giác 3 nút cùng loại. iv
ABSTRACT In this thesis, the edge-based smoothed strain method (ES) has been developed for MITC3+ plate elements. The proposed element called ES-MITC3+ is able to statically analyze homogeneous and isotropic plates. The shear-locking phenomenon is removed by using the MITC3+ technique. Therefore, the ES-MITC3+ plate element can be used to solve both thin and thick plates. The accuracy and convergence of the ES-MITC3+ are evaluated by analyzing the defection and moment of some benchmark plate problems. The numerical results show that the ES-MITC3+ is capable of computing behaviors of both thin and thick plates with accuracy similar to other three-node triangular plate elements. v
MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC .................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ ii LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. iii TÓM TẮT ....................................................................................................... iv ABSTRACT ..................................................................................................... v MỤC LỤC ....................................................................................................... vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU .................................................................... viii DANH SÁCH CÁC BẢNG............................................................................ ix DANH SÁCH CÁC HÌNH.............................................................................. x Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU.................................................. 12 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ............................................ 12 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................. 16 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI...................................................................................... 16 1.4 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ................................................................. 16 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................. 17 Chương 2: LÝ THUYẾT TẤM BIẾN DẠNG CẮT BẬC NHẤT ............ 18 2.1 GIẢ THUYẾT ..................................................................................................... 18 2.2 TRƯỜNG CHUYỂN VỊ ......................................................................................... 18 2.3 TRƯỜNG BIẾN DẠNG ......................................................................................... 19 2.4 TRƯỜNG ỨNG SUẤT .......................................................................................... 20 2.5 NỘI LỰC............................................................................................................ 22 Chương 3: CÔNG THỨC PHẦN TỬ HỮU HẠN TẤM BIẾN DẠNG TRƠN ES-MITC3+ ....................................................................................... 24 3.1 CÔNG THỨC PTHH TẤM TAM GIÁC .................................................................. 24 3.2 CÔNG THỨC PTHH TẤM TAM GIÁC MITC3+ ................................................... 27 3.3 CÔNG THỨC PHẦN TỬ TẤM TAM GIÁC ES-MITC3+ ......................................... 29 vi
Chương 4: VÍ DỤ SỐ .................................................................................... 33 4.1 BÀI TOÁN PATCH TEST ..................................................................................... 33 4.2 TẤM HÌNH VUÔNG NGÀM 4 CẠNH CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU ............................... 34 4.3 TẤM HÌNH VUÔNG TỰA ĐƠN 4 CẠNH CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU ........................... 37 4.4 TẤM HÌNH THOI TỰA ĐƠN Ở CẠNH TRÊN VÀ CẠNH DƯỚI, 2 CẠNH BÊN TỰ DO VÀ CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU (TẤM RAZZAQUE) ............................................................. 40 4.5 TẤM HÌNH THOI TỰA ĐƠN 4 CẠNH CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU (TẤM MORLEY) ..... 42 4.6 TẤM HÌNH THOI NGÀM 1 CẠNH CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU.................................... 44 4.7 TẤM HÌNH TRÒN NGÀM CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU ............................................... 47 Chương 5: KẾT LUẬN ................................................................................. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 53 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 56 vii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU u, v, w Chuyển vị thẳng theo phương x, y, z. εx, εy, εz Biến dạng dài theo các phương x, y, z. γxy, γyz, γzx Biến dạng trượt trong mặt phẳng Oxy, Oxz, Oyz. βx , βy Góc xoay quanh trục y, x. θx, θy, θz Góc xoay quanh trục x, y, z. σx, σy, σz Ứng suất pháp theo phương x, y, z. τxy, τxz, τyz Ứng suất tiếp trên mặt có vectơ pháp tuyến là trục x, y, z. E Module đàn hồi khi kéo nén của vật liệu. ν Hệ số poisson của vật liệu. κ Vectơ biến dạng uốn. γ Vectơ biến dạng cắt. L Chiều dài cạnh tấm. Mx , M y Moment uốn có pháp tuyến lần lượt là trục x, y trên 1 đơn vị dài mặt cắt. Mxy Moment xoắn có pháp tuyến là trục x trên 1 đơn vị dài mặt cắt. Qx, Qy Lực cắt có pháp tuyến lần lượt là trục x, y trên 1 đơn vị dài mặt cắt. q Lực phân bố đều trên một đơn vị diện tích. D Độ cứng trụ của tấm. μ hệ số hiệu chỉnh cắt. Ni Hàm dạng của nút thứ i. wi Chuyển vị thẳng theo phương z của nút thứ i. θxi, θyi Góc xoay của đoạn thẳng vuông góc với mặt trung bình lần lượt quay quanh trục x và trục y của nút thứ i. K Ma trận độ cứng toàn cục. u Vectơ bậc tự do toàn cục. F Vectơ tải toàn cục. Bb Ma trận quan hệ giữa biến dạng uốn và chuyển vị. Bs Ma trận quan hệ giữa biến dạng cắt và chuyển vị. Ae Diện tích của phần tử tam giác. Cb Độ cứng uốn. Cs Độ cứng cắt. BSMITC3+ Ma trận quan hệ giữa biến dạng cắt và chuyển vị của phần tử MITC3+. viii