Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dao động kết cấu cầu dây văng dưới tác dụng của hoạt tải di động, xét đến độ gồ ghề ngẫu nhiên của mặt cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> NGUYỄN DUY THẢO<br /> <br /> NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG KẾT CẤU CẦU DÂY VĂNG<br /> DƢỚI TÁC DỤNG CỦA HOẠT TẢI DI ĐỘNG, XÉT ĐẾN<br /> ĐỘ GỒ GHỀ NGẪU NHIÊN CỦA MẶT CẦU<br /> <br /> Ngành<br /> <br /> :<br /> <br /> Cơ kỹ thuật<br /> <br /> MÃ SỐ<br /> <br /> :<br /> <br /> 62.52.01.01<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> ĐÀ NẴNG - 2018<br /> <br /> Công trình này đã đƣợc hoàn thành tại:<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> Cán bộ hƣớng dẫn:<br /> 1. PGS. TS. NGUYỄN XUÂN TOẢN<br /> 2. GS. TS. KURIYAMA YUKIHISA<br /> <br /> Cán bộ phản biện 1: GS.TSKH NGUYỄN VĂN KHANG<br /> Cán bộ phản biện 2: PGS. TS PHẠM DUY HÒA<br /> Cán bộ phản biện 3: TS. NGUYỄN LAN<br /> Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại<br /> Học Đà Nẵng tại trường Đại Học Đà Nẵng, TP. Đà Nẵng.<br /> Vào lúc 14h00 ngày 04 tháng 5 năm 2018.<br /> <br /> Luận án này có thể được tra cứu tại:<br /> Trung Tâm Thông Tin Học Liệu, Đại Học Đà Nẵng.<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Lý do chọn đề tài:<br /> Trong số các tải trọng tác dụng lên công trình cầu thì hoạt tải<br /> xe là tải trọng rất quan trọng, là mục tiêu tải trọng cần đạt được trong<br /> giai đoạn khai thác của bài toán thiết kế cầu. Về bản chất, hoạt tải xe<br /> là một quá trình động và có tính ngẫu nhiên, trị số của tải trọng xe<br /> không những phụ thuộc vào trọng lượng của xe mà còn phụ thuộc<br /> vào độ mấp mô mặt cầu, vận tốc xe chạy, gia tốc và vận tốc chuyển<br /> dịch của kết cấu….. Ngoài ra, chính bản thân các đặc trưng hình học<br /> và vật lý của kết cấu, các điều kiện liên kết…cũng là các tham số<br /> ngẫu nhiên. Vì vậy, để xác định trạng thái - ứng suất của công trình<br /> cầu một cách chính xác, phù hợp với sự làm việc thực tế cần sử dụng<br /> các phương pháp tính toán theo quan điểm động lực học ngẫu nhiên<br /> phi tuyến. Các công trình nghiên cứu dao động kết cấu cầu dây văng<br /> (CDV) do hoạt tải có xét đến đồng thời cả tính ngẫu nhiên và cả tính<br /> phi tuyến, do tính chất phức tạp của bài toán, còn ít được nghiên cứu.<br /> Trong luận án này, tác giả nghiên cứu dao động kết cấu CDV dưới<br /> tác dụng của hoạt tải xe di động xét đến độ gồ ghề ngẫu nhiên của<br /> mặt cầu nhằm đạt được độ chính xác cao, phù hợp với trạng thái chịu<br /> lực của công trình cầu trong thực tế, góp phần phát triển và hoàn<br /> thiện các phương pháp tính toán thiết kế công trình cầu là bài toán có<br /> ý nghĩa cấp thiết về khoa học và thực tiễn.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu:<br /> Mục tiêu nghiên cứu của luận án là phân tích dao động và xác<br /> định hệ số động lực trong kết cấu CDV dưới tác dụng của hoạt tải xe<br /> di động trên mặt cầu có độ gồ ghề ngẫu nhiên.<br /> 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:<br /> <br /> 2<br /> Đối tượng nghiên cứu là dao động của kết cấu CDV dưới tác<br /> dụng của hoạt tải xe di động trên mặt cầu không bằng phẳng.<br /> Phạm vi nghiên cứu là dao động trong mặt phẳng đứng của<br /> CDV dưới tác dụng của hoạt xe di động trên mặt cầu mấp mô.<br /> 4. Phƣơng pháp nghiên cứu:<br /> Phương pháp nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết với<br /> nghiên cứu thực nghiệm. Luận án nghiên cứu áp dụng phương pháp<br /> mô phỏng Monte-Carlo để phân tích tương tác động lực học ngẫu<br /> nhiên kết cấu CDV dưới tác dụng của hoạt tải xe di động trên mặt<br /> cầu không bằng phẳng. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) được<br /> sử dụng để mô hình hoá kết cấu và tải trọng xe di động trong miền<br /> không gian, phương pháp Runge-Kutta được áp dụng để giải bài toán<br /> tương tác cầu-xe trong miền thời gian. Kết quả phân tích lý thuyết<br /> được kiểm chứng bằng các kết quả đo đạc thực nghiệm trên công<br /> trình thực tế đang khai thác sử dụng. Nghiên cứu chế tạo thiết bị xe<br /> thực nghiệm để đo đạc độ mấp mô thực tế trên công trình cầu.<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:<br /> Ý nghĩa khoa học của luận án là nghiên cứu hoàn thiện mô<br /> hình tương tác dao động ngẫu nhiên kết cấu CDV dưới tác dụng của<br /> hoạt tải xe di động trên mặt cầu không bằng phẳng; mô tả chính xác<br /> hơn dao động và lực tác động ngẫu nhiên của hoạt tải xe di động trên<br /> mặt cầu mấp mô; đánh giá hệ số động lực công trình cầu theo quan<br /> điểm ngẫu nhiên; khảo sát ảnh hưởng của tương tác động lực học các<br /> bộ phận của kết cấu CDV trong hệ thống cầu-xe có xét đến ảnh<br /> hưởng độ mấp mô ngẫu nhiên mặt cầu.<br /> <br /> 3<br /> Ý nghĩa thực tiễn của luận án là có thể áp dụng vào việc phân<br /> tích động lực kết cấu CDV trong công tác thiết kế hoặc đánh giá đáp<br /> ứng cầu trong khai thác.<br /> 6. Cấu trúc của luận án:<br /> Ngoài các phần mở đầu, mục lục, danh mục công trình khoa<br /> học đã công bố cúa tác giả, danh mục tài liệu tham khảo, nội dung<br /> của luận án bao gồm 04 chương, phần kết luận và phụ lục như sau:<br /> - Chương 1. Tổng quan về nghiên cứu tương tác động lực học<br /> công trình cầu, cầu dây văng dưới tác dụng hoạt tải xe di động<br /> - Chương 2. Mô hình hóa độ gồ ghề mặt cầu theo lý thuyết<br /> ngẫu nhiên và phân tích thống kê các đặc trưng của quá trình ngẫu<br /> nhiên.<br /> - Chương 3. Xây dựng chương trình phân tích dao động kết<br /> cấu CDV dưới tác dụng của hoạt tải di động, xét đến độ gồ ghề ngẫu<br /> nhiên của mặt cầu bằng phương pháp mô phỏng Monte-Carlo.<br /> - Chương 4. Thực nghiệm và phân tích số mô hình tương tác<br /> dao động kết cấu CDV dưới tác dụng của hoạt tải di động, xét đến độ<br /> gồ ghề ngẫu nhiên của mặt cầu.<br /> - Kết luận và kiến nghị các nghiên cứu tiếp theo.<br /> - Phần phụ lục.<br /> <br /> CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TƢƠNG<br /> TÁC ĐỘNG LỰC HỌC CÔNG TRÌNH CẦU, CẦU DÂY<br /> VĂNG DƢỚI TÁC DỤNG CỦA HOẠT TẢI XE DI ĐỘNG<br /> 1.1. Mở đầu<br /> Bài toán phân tích dao động công trình cầu dưới tác dụng của hoạt<br /> tải di động đã thu hút sự quan tâm của nhiều tác giả trên toàn thế giới<br /> <br />