[HCMUT] BÀI TẬP LỚN Thực tập Cơ Kỹ Thuật 2 (có code ANSYS APDL)

BÀI TẬP LỚN ANSYS APDL MÔN THỰC TẬP CƠ KỸ THUẬT 2 CÓ CODE ANSYS APDL Ở CUỐI BÀI CÓ LỜI GIẢI TAY + ĐÁP ÁN + HÌNH ẢNH + DÀN BÀI + CODE ANSYS APDL Dạng file word nên chỉ cần tải về rồi chỉnh sửa

Mô hình bài toán

Nền phẳng có kích thước 101,43 x 101,43 x 5 mm Chiều cao vây cho tất cả các mẫu là 20 mm Có tổng số 81 thanh tản nhiệt được sắp xếp thẳng hàng như hình bên dưới Khoảng cách giữa các thanh là 6,76 mm

Hình 1 Top view của mô hình bộ tản nhiệt

Dòng nhiệt 14W được cung cấp làm đầu vào cho phần đế của bộ tản nhiệt

Hệ số đối lưu 6E-6 W mm C / 2  được áp dụng cho phần còn lại của bề mặt tản nhiệt.

3 Mô hình phần tử hữu hạn

Hình 3 Mô hình phần tử hữu hạn xây dựng trên phần mềm ANSYS APDL

Thông số cần tính ANSYS APDL ANSYS

Maximum heat fluxes 0,007654 W mm / 2 0,0080043 W mm / 2

Minimum heat fluxes 0,000399 W mm / 2 0,0004351 W mm / 2

Hình 4 Phân bố nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL

Hình 5 Tổng thông lượng nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL

Cho khung vì kèo có kết cấu như hình dưới

Hình 6 Kết cấu khung vì kèo (theo đơn vị mm)

Mô hình phần tử hữu hạn

Kết quả

Thông số cần tính ANSYS APDL ANSYS

Maximum heat fluxes 0,007654 W mm / 2 0,0080043 W mm / 2

Minimum heat fluxes 0,000399 W mm / 2 0,0004351 W mm / 2

Hình 4 Phân bố nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL

Hình 5 Tổng thông lượng nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL

Full tĩnh tải + full hoạt tải

Hình 10 Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh và hoạt tải

Thanh Nội lực dọc trục

Kết quả chuyển vị cực đại theo các phương x,y:

4.2 Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió

Hình 11 Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh và hoạt tải

Xác định kết quả chuyển vị cực đại theo các phương x, y:

- UX: 0,42205E-3 tại vị trí: nút 15

- UY: -0.24061E-2 tại vị trí: nút 8

Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải + Full Tải trọng gió

Hình 12 Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió

UX: 0,88818E-3 tại vị trí: nút 15

UY: -0.47743E-002 tại vị trí: nút 8

Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió+ 0.9 Hoạt tải

Hình 13 Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh, 0.9 hoạt tải và 0.9 tải trọng gió Kết quả nội lực:

Hệ giàn phẳng chịu tải trọng thẳng đứng F tại khớp D, 2F tại khớp C và 3F tại khớp B Mỗi bộ phận là một ống tròn mảnh có đường kính ngoài 60 mm và độ dày thành 5 mm

Hình 14 Mô hình hệ giàn phẳng cho như trên

2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên

Loại phần tử: Beam188 Loại mặt cắt: CTUBE ( d i =0,05m, d o =0,06m¿

Module đàn hồi: 70GPa Hệ số poisson: 0,3 Điểm đặt lực Phương Giá trị

Tải: Điều kiện biên: Gối di động đặt tại điểm D ngăn chuyển động theo phương UY, Gối cố định đặt tại điểm F ngăn chuyển động theo phương UX, UY

Hình 14 Mô hình xây dựng trên phần mềm ANSYS Mechanical

ANSYS APDL Lý thuyết Sai số

Các bước giải theo lý thuyết:

Tải tới hạn của thanh BF (đầu F cố định; đầu B ngăn xoay và chuyển động

 Giá trị tới hạn của tải tại đó thành phần BF bị hỏng do Euler Buckling:

Hình 15 Sau khi biến dạng của hệ giàn phẳng

Sử dụng các phần tử thích hợp để xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho mô hình cầu thép như hình dưới trong ANSYS APDL Hãy xác định 5 tần số riêng đầu tiên của kết cấu và 5 mode shape tương ướng.

Hình 16 Mô hình cầu thép

Module đàn hồi E = 200GPa; hệ số Poisson v = 0.3

Loại mặt cắt: Mặt cắt chữ I (160x80x8), chữ C (160x80x8), hình chữ nhật

Hình 18 Hình chiếu đứng của mô hình cầu thép tại tần số riêng 5,1749

Hình 20 Hình chiếu đứng của mô hình cầu thép tại tần số 6,3740

Hình 21 Góc nhìn Isometric của mô hình cầu thép tại tần số riêng 6,3740

Hình 22 Front view của mô hình cầu thép với tần số riêng 8,9198

Hình 24 Front view của mô hình cầu thép tại tần số riêng 10,993

Hình 25 Isometric view của mô hình cầu thép tại tần số 10,993

ANTYPE, 0 OUTRES, ALL, ALL ASEL, S, LOC, Y, -5

6, 28ASEL, ALLSOLVE/POST1PLNSOL,TEMP,1

TH1 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải

ET,1,LINK180 MP,EX,1,E MP,PRXY,1,0.3

D,1,UX D,1,UY D,25,UY D,13,UX D,13,UY

!2,12 NSEL,S,NODE,,2,12 F,ALL,FY,-157.3 NSEL,ALL

TH2 Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió

D,1,UX D,1,UY D,1,UZ D,13,UX D,13,UY D,13,UZ D,25,UY

D,25,UZ SOLVE FINISH /POST1 SET,LAST

TH3 Full tĩnh tải + Full hoạt tải + Full tải trọng gió

D,1,UX D,1,UY D,1,UZ D,13,UX D,13,UY D,13,UZ D,25,UY D,25,UZ SOLVE FINISH /POST1 SET,LAST

TH4 Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió + 0.9 Hoạt tải

!node 14,29 tinh_tai2 = 157.3 ! node 2,12 theta ATAN((41/75)/1.1) pi = ACOS(-1)

F, ALL, FY, -tinh_tai1 +Fy1 - hoat_tai

F, 19, FY, Fy1/2 + Py1 - hoat_tai - tinh_tai1

F,ALL,FY,-tinh_tai1 + Fy1 - hoat_tai

F, ALL, FY, -tinh_tai2 NSEL,ALL

F, 13, FY, -623.48 + Py1 - hoat_tai/2 SOLVE

DK,2,UZ DK,2,ROTX DK,2,ROTY FK,1,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,1 BUCOPT,LANB,1

FINISH /POST1 SET,LIST SET,FIRST PLDISP,1

FITEM,5,-23 FITEM,5,38 FITEM,5,-57 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,2 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 FLST,5,8,4,ORDE,4 FITEM,5,11

FITEM,5,-14 FITEM,5,34 FITEM,5,-37 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,3 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1

FITEM,5,-10 FITEM,5,24 FITEM,5,-33 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 LATT,1, ,1, , , ,1 CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1FLST,2,4,3 FITEM,2,1 FITEM,2,14 FITEM,2,18 FITEM,2,2 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,18 FITEM,2,20 FITEM,2,3 FITEM,2,2 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,20 FITEM,2,22

SECNUM, 4 MSHKEY,0 FLST,5,5,5,ORDE,2 FITEM,5,1

FITEM,5,-5 CM,_Y,AREA ASEL, , , ,P51X CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 LSEL,ALL LMESH,ALL /ESHAPE,1 EPLOT FINISH /SOLU ANTYPE,MODAL DK,12,ALL

!modal MODOPT,LANB,5 EQSLV,SPAR MXPAND,5, , ,0 LUMPM,0

!gia tốc trọng trường ACEL,0,0,9.81,

FINISH/POST1SET,LIST,2SET,FIRSTPLDISP,1ANMODE,10,.5E-1SET,NEXT