Báo cáo cuối kỳ môn học cấu trúc tàu bay final project

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG -o0o - BÁO CÁO CUỐI KỲ MÔN HỌC CẤU TRÚC TÀU BAY FINAL PROJECT NHĨM: SVTH: Phan Nguyễn Anh Duy Hồ Hồng Chung Nguyễn Tuấn Kiệt Chhoun Limeng LỚP: 20ĐHKT01 GVHD:TS Nguyễn Thế Hoàng – 2051200041 – 2051200023 – 2051200061 – 2051200076 Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (cỡ chữ 18) ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Tiêu chí Điểm số Điểm Chữ Trình bày Nội dung Phản biện Tổng điểm Tp.HCM, ngày … tháng …… năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký tên ghi rõ họ tên) Mục lục LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Lý làm Project: Giới thiệu tổng quan: Các thông số đầu vào: Các đặt tính vật liệu: 11 Các trường hợp mô phỏng: 12 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 12 Mô 1: 12 Mô 2: 22 a b c d Trường hợp 24 Trường hợp 25 Trường hợp 27 Trường hợp 29 PHÂN TÍCH, KẾT LUẬN 31 BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 34 Danh Mục Hình Ảnh LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 12 Mô 1: 12 Hnh 1-1 Hình dạng dầm công xôn _ 13 Hnh 1-2 Kết cấu phần tử _ 13 Hnh 1-3 Kết cấu phần tử _ 14 Hnh 1-4 Kết cấu phần tử _ 14 Hnh 1-5 Kết cấu phần tử _ 14 Hnh 1-6 Kết cấu 10 phần tử 15 Hnh 1-7 Kết cấu 23 phần tử 15 Hnh 1-8 Ứng suất B21 15 Hnh 1-9 Ứng suất mỏi B21 _ 16 Hnh 1-10 Biến dạng B21. _ 16 Hnh 1-11 Phần tử B22 mật độ lưới 23 16 Hnh 1-12 Ứng suất B22 _ 17 Hnh 1-13Ứng suất mỏi B22 17 Hnh 1-14 Biến dạng B22. _ 17 Hnh 1-15 Phần tử B23 mật độ lưới 23 _ 18 Hnh 1-16 Ứng suất B23 _ 18 Hnh 1-17 Ứng suất mỏi B23 19 Hnh 1-18 Biến dạng B23. _ 19 Hnh 1-19 So sánh kết cấu mô so với tính tốn. _ 20 Hnh 1-20 Biểu đồ phần tử từ đến 10 _ 20 Hnh 1-21 So sánh kết mơ so với tính tốn 23 phần tử 21 Hnh 1-22 Biểu đồ so sánh loại phần tử. _ 21 Mô 2: 22 Hnh 2-1 Hình dạng dầm cơng xơn _ 22 Hnh 2-2 Hình dạng ống rỗng _ 22 Hnh 2-3 Hình dạng hộp rỗng _ 23 Hnh 2-4 Hình dạng chữ I _ 23 Hnh 2-5 Chuyển vị đầu tự 24 Hnh 2-6 Ứng suất 24 Hnh 2-7Ứng suất mỏi _ 25 Hnh 2-8 Biến dang _ 25 Hnh 2-9 Chuyển vị đầu tự _ 26 Hnh 2-10 Ứng suất _ 26 Hnh 2-11 Ứng suất mỏi 27 Hnh 2-12 Biến dạng 27 Hnh 2-13 Chuyển vị đầu tự 28 Hnh 2-14 Ứng suất _ 28 Hnh 2-15 Ứng suất mỏi 28 Hnh 2-16 Biến dạng 29 Hnh 2-17 Chuyển vị đầu tự 29 Hnh 2-18 Ứng suất _ 30 Hnh 2-19 Ứng suất mỏi 30 Hnh 2-20 Biến dạng 30 PHÂN TÍCH, KẾT LUẬN 31 Hnh 2-21 Hnh 19 So sánh kết cấu mơ so với tính tốn 31 Hnh 2-22 Hnh 21 So sánh kết mô so với tính tốn 23 phần tử _ 32 Hnh 2-23 So Sánh biến dạng. 33 Hnh 2-24 So sánh độ lệch dóc. _ 33 BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 34 Tài liệu tham khảo Hướng dẫn ABAQUS-Tập 1- Phân tích truyền nhiệt bình ổn phần ABAQUS, Ths Đinh Văn Đức LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình học tập hướng dẫn, giảng dạy thầy Nguyễn Thế Hoàng môn học Cấu trúc tàu bay, trải qua thời gian tự tìm hiểu, tính tốn, mơ mơn Cấu trúc tàu bay đóng vai trị vô quan trọng ngành hàng không Nhờ kiến người tạo chim sắt không lồ bay bầu trời ngày Để hiểu sâu với mơn học này, nhóm viết báo cáo kết mô cuối kỳ kiến thức học GIỚI THIỆU CHUNG Lý làm Project: • Để người học làm quen với phần mềm FEM thương mại (ABAQUS) • Giúp người học phát triển kỹ sau: - Kỹ cứng + Hiểu rõ cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trọng việc mô + Hiểu bước để thực mô phần mềm Abaqus + Áp dụng kiến thức học để lập mơ hình số trường hợp thực từ việc phân tích cấu trúc phần mềm FEM (ABAQUS) + Thông qua trường hợp mô biết quan trọng điều kiện biên, ứng suất, chuyển vị ảnh hưởng lực phân bố toàn kết cấu - Các kỹ mềm: + Tinh thần đoàn kết thành viên q trình làm việc nhóm + Phát triển kỹ quản lý dựa dự án (project) + Phát huy kỹ tư phản biện, phân tích kết - Kỹ khoa học: + Xây dựng, phát triển, phân tích có hệ thống cho đối tượng khoa học + Cách chuẩn bị viết báo cáo khoa học + Làm để trình bày cách hiệu chủ đề khoa học Giới thiệu tổng quan: ➢ Về phần mềm ABAQUS Hiện phần mềm FEM (ABAQUS) phần mềm lớn dùng để mơ cơng trình, kết cấu dựa phương pháp phần tử hữu hạn, phạm vi giải vấn đề từ phân tích tuyến tính tương đối đơn giản đến vấn đề phi tuyến phức tạp Phần mềm có kho phần tử phong phú, mơ hình dạng Đồng thời sỡ hữu kho mơ hình vật liệu đa dạng mơ đại đa số tính vật liệu kết cấu điển hnh, bao gồm kim loại, cao su, vật liệu cao phân tử, vật liệu phức hợp, Phần mềm không giải vấn đề phân tích kết cấu (ứng suất, chuyển vị) mà cịn có khả mơ nghiên cứu nhiều vĩnh vực khác truyền nhiệt, âm thanh, điện tử, học môi trường điện áp ➢ Về dự án mơ u cầu • Viết báo cáo nhóm • Trình bày kết thu q trình mơ Tiêu chí cần có • Kỹ sử dụng ABAQUS: + Thể tốt kỹ sử dụng + Trình diễn kỹ thuật tiên tiến phần mềm • Phương pháp kết mơ phỏng: + Tính đúng, đủ số liệu (đầu vào, thiết lập, đầu ra) + Khả phân tích cách có logic từ kết thu • Sự phù hợp, xác, thái độ: + Làm theo hướng dẫn câu hỏi trường hợp + Thể cách chuyên nghiệp Các thông số đầu vào: Sử dụng kết cấu dầm thể hình Vì dầm có kết cấu tương đối mảnh nên mơ hình hóa với phần tử dầm Khơng gian làm việc: không gian 2D so với 3D Phần tử hữu hạn: 1D so với 2D so với 3D Cách tiếp cận ( đơn giản nhất): + Không gian làm việc: 2D + Phần tử hữu hạn: 1D ✓ Mơ Mục đích: - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố sau ảnh hưởng đến kết quả: + Số lượng phần tử hữu hạn + Mật độ lưới - Yêu cầu thêm: + Hình thành giả thuyết liên quan đến bài: ứng suất, biến dạng, lực tác dụng Đề bài: Một dầm công xôn cố định đầu chịu tải trọng thẳng đứng điểm P đầu tự (trên trục thẳng đứng đối xứng mặt cắt ngang) Mặt cắt ngang hình chữ nhật (kích thước w*h) P = kN W = 25 mm h = 100 mm L = 1150 mm Vấn đề cần giải quyết: - Element types: Chọn loại nào? - Mesh densuty: Cần (phần tử/nút) đủ? ✓ Mô Mục đích: - Nghiên cứu ảnh hưởng “tiết diện dầm” mặt cắt ngang - Ảnh hưởng mặt cắt khác đến kết - Lựa chọn mặt cắt thích hợp để thiết kế kết cấu Đề bài: Một dầm công xôn cố định đầu chịu tải trọng thẳng đứng điểm P đầu tự (trên trục thẳng đứng đối xứng mặt cắt ngang) - Mặt cắt ngang trường hợp sau: + Trường hợp 0: Mặt cắt hình chữ nhật + Trường hợp 1: Mặt cắt hình ống rỗng + Trường hợp 2: Mặt cắt hình hộp + Trường hợp 3: Mặt cắt chữ I 10 Node 10 11 Positions (from end) 115 230 345 460 575 690 805 920 1035 1150 FEM (1FEM (2FEM (5FEM (8- FEM (10- Analytica element) elements elements) elements elements) l 0 0 0 -0,074 -0,00497 -0,27966 -0,282 -0,0397 -0,609 -0,134 -1,036 -1,041 -0,317 -1,511 -1,56 -1,562 -0,621 -2,15 -2,157 -1,073 -2,813 -1,703 -3,502 -3,512 -2,54 -4,242 -4 -4,567 -4,88 -4,974 -4,984 -4,986 -4,966 % FEM vs Analytical 0,000 2,980 2,830 0,909 1,310 1,492 0,803 0,330 0,552 0,234 0,982 Hnh 1-19 So sánh kết cấu mơ so với tính tốn Hnh 1-20 Biểu đồ phần tử từ đến 10 - So sánh độ lệch dọc loại phần tử B21 – B22 – B23 – Analytical với 23 phần tử 20 Nodes Độ dài (L, m) Y-B21(h, mm) Y-B22 (h, mm) Y-B23 (h, mm) Analytical (h, mm) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0,700 0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 1,000 1,050 1,100 1,150 0,00000 -1491,84000 -5677,55000 -0,12435 -0,21641 -0,33174 -0,46910 -0,62729 -0,80506 -1,00120 -1,21449 -1,44369 -1,68759 -1,94496 -2,21457 -2,49520 -2,78563 -3,08463 -3,39098 -3,70345 -4,02082 -4,34186 -4,66535 -4,99006 0,00000 -1495,32000 -5684,51000 -0,12445 -0,21655 -0,33191 -0,46931 -0,62753 -0,80534 -1,00152 -1,21484 -1,44408 -1,68801 -1,94541 -2,21506 -2,49573 -2,78619 -3,08522 -3,39161 -3,70411 -4,02151 -4,34259 -4,66611 -4,99086 0,00000 -1387,76000 -5469,39000 -0,12122 -0,21225 -0,32653 -0,46286 -0,62000 -0,79674 -0,99184 -1,20408 -1,43224 -1,67510 -1,93143 -2,20000 -2,47959 -2,76898 -3,06694 -3,37224 -3,68367 -4,00000 -4,32000 -4,64245 -4,96612 0,00000 -0,00041 -0,00327 -0,01102 -0,02612 -0,05102 -0,08816 -0,14000 -0,20898 -0,29755 -0,40816 -0,54327 -0,70531 -0,89673 -1,12000 -1,37755 -1,67184 -2,00531 -2,38041 -2,79959 -3,26531 -3,78000 -4,34612 -4,96612 Hnh 1-21 So sánh kết mơ so với tính tốn 23 phần tử Hnh 1-22 Biểu đồ so sánh loại phần tử 21 Mơ 2: - Hình dạng sau nhập thơng số đầu vào Hnh 2-1 Hình dạng dầm cơng xơn Hnh 2-2 Hình dạng ống rỗng 22 Hnh 2-3 Hình dạng hộp rỗng Hnh 2-4 Hình dạng chữ I 23 a Trường hợp + Chuyển vị dầm Hnh 2-5 Chuyển vị đầu tự + Ứng suất ứng suất mỏi dầm Hnh 2-6 Ứng suất 24 Hnh 2-7Ứng suất mỏi + Biến dạng dầm Hnh 2-8 Biến dang b Trường hợp + Chuyển vị dầm 25 Hnh 2-9 Chuyển vị đầu tự + Ứng suất ứng suất mỏi dầm Hnh 2-10 Ứng suất 26 Hnh 2-11 Ứng suất mỏi + Biến dạng dầm Hnh 2-12 Biến dạng c Trường hợp + Chuyển vị dầm 27 Hnh 2-13 Chuyển vị đầu tự + Ứng suất ứng suất mỏi dầm Hnh 2-14 Ứng suất Hnh 2-15 Ứng suất mỏi + Biến dạng dầm 28 Hnh 2-16 Biến dạng d Trường hợp + Chuyển vị dầm Hnh 2-17 Chuyển vị đầu tự + Ứng suất ứng suất mỏi dầm 29 Hnh 2-18 Ứng suất Hnh 2-19 Ứng suất mỏi + Biến dạng dầm Hnh 2-20 Biến dạng 30 PHÂN TÍCH, KẾT LUẬN ✓ Mô Với kết mô dựa việc chia lưới cho dầm ta nhận thấy việc chia lưới với phần tử nhiều sai số tính tốn lý thuyết nhỏ Ở mô việc chọn (element type) quan trọng thể nhiều kết khác phần tử Hnh 2-21 Hnh 19 So sánh kết cấu mơ so với tính tốn + Độ lệch dọc số phần tử tăng dần xác + Phần trăm sai số giảm dần - Như để có kết xác số phần tử phải lớn 10 Ở kết mô ta 23 phần tử tương ứng với phần tử dài 50 mm Để kết xác so với tính tốn th ta thay đổi loại phần tử khác B22 B23 lần ta chọn số phần tử 23 31 Hnh 2-22 Hnh 21 So sánh kết mô so với tính tốn 23 phần tử + Ở đầu tự độ lệch dọc loại phần tử B23 với giá trị lý thuyết + Độ xác giá trị thay đổi nhiều qua loại phần tử - Vậy loại phần tử phù hợp giá trị xác B23 ✓ Mơ Qua kết mô phỏng: 32 X Y -Rec Y -Pipe Y -Box Y -I -0.00112921 -0.00252071 -0.00350958 -0.00482567 0.104545 -0.00105007 -0.00234406 -0.00326362 -0.00448748 0.209091 -0.000897151 -0.0020027 -0.00278835 -0.00383398 0.313636 -0.000754938 -0.00168524 -0.00234635 -0.00322623 0.418182 -0.000623432 -0.00139168 -0.00193763 -0.00266424 0.522727 -0.000502633 -0.00112202 -0.00156218 -0.002148 0.627273 -0.00039254 -0.000876261 -0.00122002 -0.00167752 0.731818 -0.000293154 -0.000654403 -0.000911124 -0.00125279 0.836364 -0.000204475 -0.000456446 -0.000635508 -0.000873823 10 0.940909 -0.000126502 -0.000282388 -0.000393168 -0.000540607 11 104.545 -5,92E-01 -0.000132232 -0.000184106 -0.000253145 12 1.15 -2,83E+00 -6,31E+00 -8,79E+00 -0.000120853 Hnh 2-23 So Sánh biến dạng X Y -Rec Y -Pipe Y -Box Y -I -1,60E-27 -1,60E-27 -1,60E-27 -1,60E-27 0.104545 -0.00013257 -0.000327411 -0.000463365 -0.000653334 0.209091 -0.000494081 -0.00117743 -0.00165386 -0.00230541 0.313636 -0.00105111 -0.00247351 -0.00346492 -0.00480971 0.418182 -0.00177256 -0.00414449 -0.00579746 -0.00802997 0.522727 -0.00262969 -0.00612456 -0.00855984 -0.0118402 0.627273 -0.0035961 -0.00835324 -0.0116679 -0.0161247 0.731818 -0.00464772 -0.0107755 -0.0150449 -0.0207779 0.836364 -0.00576282 -0.0133414 -0.0186216 -0.0257046 10 0.940909 -0.00692201 -0.0160068 -0.0223362 -0.0308199 11 104.545 -0.00810826 -0.0187326 -0.0261343 -0.0360491 12 1.15 -0.00930687 -0.0214851 -0.0299692 -0.0413276 Hnh 2-24 So sánh độ lệch dóc + Dầm có độ biến dạng nhỏ dầm mặt cắt chữ I + Dầm có độ biến dạng lớn dầm mặt cắt hình ống rỗng + Dầm có độ lệch dóc lớn dầm có mặt cắt hình chữ hộp rỗng + Dầm có độ lệch dóc nhỏ dầm có mặt cắt hình chữ nhật + Qua liệu thu dầm có mặt cắt chữ I có biến dạng Nhưng độ lệch dóc đầu tự lại dịch chuyển nhiều - Như mặt cắt chữ I lựa chọn phù hợp 33 BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Stt Họ tên Nhiệm vụ Mssv Phan Nguyễn Anh Duy 2051200041 (Nhóm trưởng) Hồ Hoàng Chung Nguyễn Tuấn Kiệt Chhoun Limeng Viết báo cáo, làm mô 1, phân tích Làm mơ (Case 2051200023 2, 3), phân tích Làm mơ 1, phân 2051200061 tích Làm mơ (Case 2051200076 0, 1), phân tích 34 Tỷ lệ hoàn thành 100% 80% 80% 85%