Báo cáo kết quả làm việc nhóm môn phương pháp số (me2091)

Trong của sổ Preferences for GUI Filtering chọn Structural để phân tích bài toán kết cấu:Bước 2: Chọn loại phần tửTrong Main Menu, chọn Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete để chọ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn: Phương Pháp Sớ LỚP: L03 – NHĨM: – HK231 GVHD: TS Thân Trọng Khánh Đạt STT Họ tên MSSV Huỳnh Quốc Thái 2114762 Nguyễn Bá Thái 2213109 Hoàng Kim Thăng 2112325 Nguyễn Hà Vinh Thắng 2114833 Biện Xuân Thành 2213121 BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHĨM Mơn: PHƯƠNG PHÁP SỚ (ME2091) Lớp: L03 - Nhóm: Bài tập sớ 09: STT MSSV Họ 211476 Huỳnh Quốc 221310 Tên Nhiệm vụ Phần trăm hoàn thành Thái Thuyết minh 100% Nguyễn Bá Thái Thuyết minh 100% 211232 Hoàng Kim Thăng Giải Ansys 100% 211483 Nguyễn Hà Vinh Thắng Giải Ansys 100% 221312 Biện Xuân 100% Thành Thuyết minh Hướng dẫn giải: A θ Cos Sin −5 90° −5 90° −5 90° −5 90° 1 0,8 0,8 0,8 0,8 0 0,5 0,5 Phầ n tử Nod e1 Nod e2 L I 1 4.5 10 2 4.5 10 3 4.5 10 4 4.5 10 4 −3 −5 0° , 5.10 10 −3 −5 0° 7.5 10 12 10 −3 −7 30,96° 12 ,5 10 10 7.5 7.5 8.7 8.7 12 ,5 10 10 8.7 8.7 −3 10 −3 10 −3 10 −3 10 −3 10 −7 −3 10 −7 30,96° −3 10 −7 149,04 12 ,5 10 12 ,5 10 149,04 ° ° 0,5 0,5 Ta có Điều kiện biên: u1=v 1=θ1=u 2=v =θ2=0 Ma trận độ cứng phần tử: [ K ¿¿ 1]= 140 10 ¿ ¿ [ K ¿¿ 2]= 140 10 ¿ ¿ [ K ¿¿ 3]= 140 10 ¿ ¿ [ K ¿¿ ]= 140 10 ¿ ¿ [ K ¿¿ 5]=28 10 ¿ ¿ E L 140 10 140 10 140 10 140 10 28 10 28 10 24 10 6I 12 I L L −6 −6 35 , 55.10 80 10 35 , 55.10 −6 80 10 35 , 55.10 −6 80 10 35 , 55.10 −6 80 10 −6 −6 , 27.10 −6 , 27.10 −6 , 27.10 , 06 10 , 06 10 24 10 −6 −6 , 06 10 24 10 −6 17 , 07 10 64 10 −6 −6 25 , 6.10 96 10 −6 −6 , 06 10 , 27.10 24 10 −6 −6 −6 −6 [ K ¿¿ 6]=28.10 ¿ ¿ [ K ¿¿ 7]=24.10 ¿¿ [ K ¿¿ 8]=24.10 ¿¿ [ K ¿¿ 9]=24.10 ¿ ¿ [ K ¿¿ 10]=24 10 ¿ ¿ Ma trận độ cứng kết cấu [ K ¿=10 ¿ [ F ] =¿ Ta có : K.Q = F  Chuyển vị nút 3,4,5,6 u3=0.37 x 10 −4 −4 v 3=0 192 x 10 −4 u 4=0 33 x 10 −4 v 4=−0.19 x 10 −4 u5=0.75 x 10 v 5=0.236 x 10 −4 u6 =0.665 x 10 −4 v 6=−0.23 x 10 Phản lực nút F X 1=−4437.6 N F Y 1=−8741.4 N F X 2=−5562.3 N F Y 2=8741.3 N M Z 1=−2259.7 Nm M Z 2=197.52 Nm −4 HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TOÁN THANH - HỆ THANH BẰNG ANSYS Khởi động phần mềm ANSYS Mechanical APDL Bước 1: Thiết lập môi trường phân tích Trong Main Menu, chọn Preferences Trong sổ Preferences for GUI Filtering chọn Structural để phân tích toán kết cấu: Bước 2: Chọn loại phần tử Trong Main Menu, chọn Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete để chọn lựa loại phần tử Trong cửa sổ Element Type, chọn Add để thêm loại phần tử Trong cửa sổ Library of Element Types, chọn Struture Mass/Beam/2 node OK Sau chọn Close để đóng cửa sổ Element Type Bước 3: Định nghĩa đặc điểm mặt cắt ngang cho phần tử Trong Main Menu, chọn Sections/Beam/Common Sections để định nghĩa thông số mặt cắt ngang.Trong cửa sổ Beam Tool nhập vào ô trống để định nghĩa mặt cắt ngang cho phần tử 1,2,3,4 nhập thông số chọn OK Lưu ý: B, H chiều dài rộng mặt cắt tính từ momen quán tính I diện tích mặt cắt A cho loại vật liệu ,với Thực tương tự để định nghĩa diện tích mặt cắt ngang cho phần tử 5,6 phần tử 7,8,9,10 Bước 4: Định nghĩa vật liệu cho phần tử Trong Main Menu, chọn Material Props/Material Models để định nghĩa vật liệu cho Trong cửa sổ Define Material Model Behavior, chọn Material Model Number phần Material Models Defined để nhập thông số vật liệu cho hệ Trong phần Material Models Available, chọn Structural/Linear/Elastic/Isotropic để nhập module đàn hồi hệ số Poisson Bước 5: Dựng điểm nút Trong Main Menu, chọn Preprocessor/Modeling/Create/Nodes/In Active CS để dựng điểm nút theo hệ tọa độ tuyệt đối Trong cửa sổ Create Nodes in Active Coordinate System, ô trống mục Node number dùng để đặt số thứ tự cho nút, ô mục Location in active CS dùng để nhập tọa độ theo trục X, Y Z Nhập số thứ tự nút tọa độ nút vào tương ứng hình chọn Apply để dựng hình Lần lượt nhập thơng số cho tất nút kết cấu chọn OK để hoàn tất Các điểm nút dựng giao diện phần mềm sau: Bước 6: Dựng phần tử Trong Main Menu, chọn Preprocessor/Modeling/Create/Elements/Elem Attributes để định nghĩa thuộc tính cho phần tử Trong cửa sổ Element Attributes, nhập thơng số hình sau chọn OK để định nghĩa thuộc tính cho phần tử Trong đó, mục Material number Section number số loại vật liệu mặt cắt ngang tạo bước trước Tiếp theo, chọn Preprocessor/Modeling/Create/Elements/Auto Numbered/Thru Nodes để dựng phần tử 1, 2, 3, qua nút 1, 2, 3, 4, 5, Khi cửa sổ Elements from Nodes xuất hiện, chọn vào nút để tạo OK để hoàn tất Tương tự với 2,3,4 Ta kết hình: Ta thực tương tự với lại: Để hiển thị hình dạng phần tử theo tiết diện, chọn PlotCtrls/Style/Size and Shape Trong cửa sổ Size and Shape chọn tích vào mục Display of element shapes based on real constant descriptions sau: Chọn OK để hồn tất, hình dạng kết cấu thể theo tiết diện mặt cắt ngang định nghĩa từ bước sau: Bước 7:Trong Main Menu, chọn Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement /On Nodes để đặt điều kiện biên cho kết cấu nút Khi cửa sổ Apply U, ROT on Nodes xuất hiện, chọn vào vị trí nút OK Trong cửa sổ Apply U, ROT on Nodes, chọn All DOF cho mục DOFs to be constrained để ràng buộc tất chuyển vị nút Trong mục Displacement value nhập vào để xác định khả di chuyển chuyển vị chọn Chọn OK để hồn tất Khi hình ảnh kết cấu điều kiện biên thể giao diện phần mềm sau: Bước 8: Định nghĩa ngoại lực a) Định nghĩa lực tập trung Trong Main Menu, chọn Solution/Define Loads/Apply/Structural/Force/Moment/ On Nodes để đặt ngoại lực tập trung nút Khi cửa sổ Khi cửa sổ Apply F/M on Nodes xuất hiện, chọn vào vị trí nút OK Trong cửa sổ Apply F/M on Nodes, mục Direction of force/mom chọn FX để định nghĩa lực tập trung dọc theo trục X, mục Force/moment value nhập vào 5e3 giá trị ngoại lực 5×103 N Chọn OK để hoàn tất b) Định nghĩa momen Định nghĩa tương tự lực tập chung nút số 5, đổi FX Apply F/M on Nodes / Direction of force/mom thành MZ với giá trị 4e3 tương ứng 4×103N Bước 9: Giải tốn phân tích kết cấu Trong Main Menu, chọn Solution/Solve/Current LS để giải tốn phân tích phần tử hữu hạn cho kết cấu thiết lập Trong cửa sổ Solve Current Load Step chọn OK để bắt đầu giải Sau giải xong, cửa sổ Note xuất với thông báo Solution is done thể tốn giải thành cơng Chọn Close để tắt thông báo Bước 10: Truy xuất kết Biến dạng: Trong Main Menu, chọn General Postproc/Plot Results/Deformed Shape để xem biến dạng kết cấu so với hình dạng ban đầu Trong cửa sổ Plot Deformed Shape, chọn Def + undef edge OK để xem biến dạng kết cấu Kết biến dạng kết cấu thể hình bên Ở đây, nét đứt thể kết cấu trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng nét liền thể kết cấu sau biến dạng Chuyển vị: Trong Main Menu, chọn General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu để xem chuyển vị kết cấu Trong cửa sổ Contour Nodal Solution Data, phần Item to be contoured chọn Nodal Solution/DOF Solu/Displacement vector sum để xuất kết chuyển vị tổng kết cấu Chọn OK để hoàn tất, kết chuyển vị cấu với thước màu để xác định chuyển vị vị trí kết cấu thể sau: Để xem giá trị cụ thể chuyển vị nút, chọn General Postproc/List Results/Nodal Solution Trong cửa sổ List Nodal Solution, chọn Nodal Solution/DOF Solution/ Displacement vector sum để xuất bảng kết chuyển vị Chọn OK để hoàn tất, kết chuyển vị theo trục X, Y, Z chuyển vị tổng nút thể cụ thể bảng PRNSOL Command sau: Kết cho thấy nút 3,4,5,6 có chuyển vị theo phương X có giá trị 0.367 ; 0.33 ; 0.74 ; 0.24 ; -0.22 ; 0.67 phương Y có giá trị 0.19 ; -0.19 Phù hợp với kết tính tốn thủ cơng phần Phản lực: Trong Main Menu, chọn General Postproc/List Results/Reaction Solu để xem phản lực nút Trong bảng List Reaction Solution, chọn All struc forc F để xuất tất giá trị phản lực theo phương X, Y Z Chọn OK để hoàn tất, kết phản lực nút thể cụ thể bảng PRNSOL Command sau: Kết bảng cho thấy phản lực nút - Theo phương X (FX) -4437.7N -5562.3N - Theo phương Y (FY) -8741.6 N 8741.6N - Momen quanh phương Z (MZ) -2259.4Nm 197.58 Nm Phù hợp với kết tính tốn thủ cơng phần