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
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
-BÀI TẬP LỚN SỐ 2
MÔN Thực Tập Cơ Kỹ Thuật 2
Giảng viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện:
12345
Trang 3MỤC LỤC
GIỚI THIỆU VỀ NHÓM 2
MỤC LỤC 3
BÀI 1 5
1 Mô hình bài toán 5
2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên 5
3 Mô hình phần tử hữu hạn 6
4 Kết quả 6
BÀI 2 8
1 Mô hình bài toán 8
2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên 8
3 Mô hình phần tử hữu hạn 8
4 Kết quả 11
4.1 Full tĩnh tải + full hoạt tải: 11
4.3 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải + Full Tải trọng gió 14
4.4 Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió+ 0.9 Hoạt tải 15
BÀI 3 8
1 Mô hình bài toán 17
2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên 17
3 Mô hình phần tử hữu hạn 18
4 Kết quả 18
Trang 4TH1 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải 27
TH2 Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió 29
TH3 Full tĩnh tải + Full hoạt tải + Full tải trọng gió 30
TH4 Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió + 0.9 Hoạt tải 31
Bài 3 33
Bài 4 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
Trang 5BÀI 1
1 Mô hình bài toán
Nền phẳng có kích thước 101,43 x 101,43 x 5 mm Chiều cao vây cho tất cả cácmẫu là 20 mm Có tổng số 81 thanh tản nhiệt được sắp xếp thẳng hàng như hìnhbên dưới Khoảng cách giữa các thanh là 6,76 mm
Hình 1 Top view của mô hình bộ tản nhiệt
Trang 6Dòng 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.
Trang 7Minimum heat fluxes0,000399 W mm/ 2 0,0004351 W mm/ 2
Hình 4 Phân bố nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL
Trang 8Hình 5 Tổng thông lượng nhiệt của bộ tản nhiệt trên phần mềm ANSYS APDL
BÀI 2
1 Mô hình bài toán
Cho khung vì kèo có kết cấu như hình dưới
Hình 6 Kết cấu khung vì kèo (theo đơn vị mm)
2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên
Loại phần tử: Link180
LoạiSố hiệuthép mạ
Kết cấu sửdụng
diệnThông số vật liệu
1TC100.75Thanh cánh trên165Module đàn hồi E = 210GPa
Hệ số Poisson v=0,3Yield Stress: 0 250MPa
32Xtc100.75 Thanh cánh dưới(nằm ngang)
3 Mô hình phần tử hữu hạn
Trang 9TH1 Full tải tĩnh và hoạt tải
Hình 7 Mô hình phần tử hữu hạn khung vì kèo khi đặt tải tĩnh và hoạt tải
TH2 Full tải tĩnh và tải trọng gió
Trang 10Hình 8.1 Mô hình phần tử hữu hạn khi đặt tải tĩnh và tải trọng gió
TH3 Full đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió
Hình 9.1 Mô hình phần tử hữu khi đặt tải tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió
Trang 11TH4 Full tải tĩnh, 0.9 hoạt tải, 0.9 tải trọng gió
Hình 10.1 Mô hình phần tử hữu khi đặt tải tĩnh, 0.9 hoạt tải, 0.9 tải trọng gió
Trang 124 Kết quả
4.1 Full tĩnh tải + full hoạt tải:
Hình 10 Trước và sau biến dạng khi đặt tải tĩnh và hoạt tảiKết quả nội lực:
ThanhNội lực dọc trục(N)Thanh
Nội lựcdọc trục
Trang 13Kết 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
Trang 14Kết quả nội lực
Nội lực dọctrục (N)
Nội lực dọctrục (N)
Nội lực dọctrục (N)
Trang 154.3 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
Kết quả nội lực:
Nội lựcdọc trục
Nội lựcdọc trục
Nội lựcdọc trục
Trang 1614517,44 30-1612,5 461207,8
Kết quả chuyển vị cực đại theo các phương x,y:
UX: 0,88818E-3 tại vị trí: nút 15
UY: -0.47743E-002tại vị trí: nút 8
4.4 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 gióKết quả nội lực:
Nội lựcdọc trục
Nội lựcdọc trục
Nội lựcdọc trục
(N)
Trang 18BÀI 3
1 Mô hình bài toán
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
Thông số vật liệu:
Loại phần tử: Beam188 Loại mặt cắt: CTUBE (di=0,05 m, do=0,06 m¿
Module đàn hồi: 70GPa Hệ số poisson: 0,3
Trang 19Các bước giải theo lý thuyết:
Tải tới hạn của thanh BF (đầu F cố định; đầu B ngăn xoay và chuyển động
Trang 20 I=π
64(0,064
Trang 21BÀI 4:
1 Mô hình bài toán
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
2 Thông số vật liệu, tải và điều kiện biên
Module đàn hồi E = 200GPa; hệ số Poisson v = 0.3 Loại phần tử: BEAM188
Loại mặt cắt: Mặt cắt chữ I (160x80x8), chữ C (160x80x8), hình chữ nhật (100x8) như hình 11.
Trang 23Tần số riêng 1
Hình 18 Hình chiếu đứng của mô hình cầu thép tại tần số riêng 5,1749
Trang 24Tần số riêng 2
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
Trang 25Tần số riêng 3
Hình 22 Front view của mô hình cầu thép với tần số riêng 8,9198
Trang 26Tần số riêng 4
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
Trang 27Tần số riêng 5
Hình 26 Front view của mô hình cầu thép tại tần số riêng 10,993
Trang 28PHỤ LỤC
Bài 1
/CLEAR, START/PREP7
MP, KXX, 1, 202.4e-3MP, DENS, 1, 2719e-9MP, C, 1, 871
MP,KXX,2,0.0242MP,DENS,2,1.225MP,C,2,1006.43MP,VISC,2,1.7894E-5/PNUM, AREA, 0/PNUM, VOLU, 1BLC4, , , 101.43, 20, -101.43
BLOCK, 3.38, 7.89, 0, 20, -3.38,-7.89
VGEN, 9, 2, , , 0, 0, 6.76-4.51
-VSEL, S, VOLU, , 1VSEL, INVE
VGEN, 9, ALL, , , 6.76+4.51
VSEL, ALLVSBV, 1, ALL
BLOCK, 0, 101.43, -5, 20, 0, -101.43
VSBV, 1, 83ESIZE, 2.5MSHAPE, 1, 3D
SMRTSIZE, 3VMESH, ALL/SOLU
ANTYPE, 0
OUTRES, ALL, ALLASEL, S, LOC, Y, -5SFA, ALL, 1, HFLUX, 14/101.43**2
ASEL, INVE
SFA, ALL, 1, CONV, 6, 28
6e-ASEL, ALLSOLVE/POST1
PLNSOL,TEMP,1Bài 2
TH1 Full Tĩnh tải + Full Hoạt tải
/CLEAR,START /PREP7
A1 = 165E-6A2 = 120E-6A3 = 330E-6E = 2.1E11
hoat_tai = 429.26!node 1, 13 chiadoi
SECTYPE,3,LINK,,A3SECDATA,A3
N,13,13.2FILL, 1, 13
N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25
Trang 29FILL, 14, 19
N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24
N, 25, 9.2
SECNUM,1E,1,14 E,14,15E,15,16E,16,17E,17,18E,18,19E,19,20E,20,21E,21,22E,22,23E,23,24E,24,13SECNUM,2E, 14, 2E, 14, 3E, 15, 3
E, 18, 6E, 18, 7E, 19, 7E, 20, 7E, 20, 8E, 21, 8E, 21, 9E, 22, 9E, 22, 10E, 23, 10E, 23, 11E, 24, 11E, 24, 12SECNUM,3E,1,2E,2,3E,3,4E,4,5E,5,6E,6,7E,7,8E,8,9E,9,25E, 25, 10
D,1,UXD,1,UY D,25,UY D,13,UXD,13,UY!node 1
F,1,FY,-623.48 - hoat_tai/2
!node 14,24
NSEL,S,NODE,,14,24F,ALL,FY,-1089.66 - hoat_tai
!node 13
F,13,FY,-623.48 - hoat_tai/2
SOLVE
Trang 30PLNSOL, U,SUM, 1,1.0
PRRSOL,F ETABLE,FORCE,SMISC,1
TH2 Full Tĩnh tải + Full Tải trọng gió
N,13,13.2FILL, 1, 13
N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24
N, 25, 9.2
623.48+431.65/SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640!CANH TREN TRAI*DO,I,14,18
!PEAK POINT F,19,FX,431.65/SQRT(1100*1100+1640*1640)*1100-431.5/
SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640-1089.66
Trang 31!CANH TREN PHAI*DO,I,20,24
!CANH DUOI*DO,I,2,12F,I,FY,-157.30*ENDDO
PRNSOL,U,COMP !DISPLACEMENTS
PLNSOL, U,SUM, 1,1.0
ETABLE,FORCE,SMISC, 1
TH3 Full tĩnh tải + Full hoạt tải + Full tải trọng gió
FILL, 1, 13
N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19
N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24
SECNUM,2*DO,I,2,12E,I,I+12
Trang 32!CANH TREN TRAI*DO,I,14,18
*ENDDO!PEAK POINT F,19,FX,431.65/
SQRT(1100*1100+1640*1640)*1640 - 429.26-1089.66
!CANH TREN PHAI*DO,I,20,24
*ENDDO!CANH DUOI*DO,I,2,12F,I,FY,-157.30
PRNSOL,U,COMP !DISPLACEMENTS
PLNSOL, U,SUM, 1,1.0
PRETAB,STRESS,FORCE
Trang 33TH4 Full Tĩnh tải + 0.9 Tải trọng gió + 0.9 Hoạt tải
/CLEAR,START /PREP7
A1 = 165E-6A2 = 120E-6A3 = 330E-6E = 210E9hoat_tai =
0.9*429.26 !node 1, 13 chia doi
tinh_tai1 = 1089.66 !node 14,29
tinh_tai2 = 157.3 !node 2,12
theta =
ATAN((41/75)/1.1)pi = ACOS(-1)ET,1,LINK180MP,EX,1,EMP,PRXY,1,0.3SECTYPE,1,LINK,,A1SECDATA,A1
N,14,1.1,41/75 N,19,6.6,82/25FILL, 14, 19
N,24,12.1,41/75FILL, 19, 24N, 25, 9.2SECNUM,1E,1,14 E,14,15E,15,16E,16,17E,17,18E,18,19E,19,20E,20,21E,21,22E,22,23E,23,24E,24,13SECNUM,2E, 14, 2
E, 17, 6E, 18, 6E, 18, 7E, 19, 7E, 20, 7E, 20, 8E, 21, 8E, 21, 9E, 22, 9E, 22, 10E, 23, 10E, 23, 11E, 24, 11E, 24, 12SECNUM,3E,1,2E,2,3E,3,4E,4,5E,5,6E,6,7E,7,8
Trang 34/SOLUD,1,UXD,1,UY D,25,UY D,13,UXD,13,UY!node 1
theta) !
Fx1=F*COS(pi/2-PARAMETER FX1 = 773.0938029
theta) !
Fy1=F*SIN(pi/2-PARAMETER FY1 = 384.2041930
theta) !
Px1=P*COS(pi/2-PARAMETER PX1 = 386.4125750
theta) !
Py1=P*SIN(pi/2-PARAMETER PY1 = 192.0353403
!node 1
F, 1, FX,-Fx1/2F, 1, FY, -623.48 + Fy1/2 - hoat_tai/2
!node 14,18
NSEL, S, NODE, , 14,18
F, ALL, FX, -Fx1F, ALL, FY, -tinh_tai1 +Fy1 - hoat_tai
NSEL, ALL!19
F, 19, FX, Fx1/2 - Px1
F, 19, FY, Fy1/2 + Py1 - hoat_tai - tinh_tai1
! 20,24
NSEL, S, NODE, , 20,24
F, ALL, FX, Fx1F,ALL,FY,-tinh_tai1 + Fy1 - hoat_tai
!node 2,12 tinh taiNSEL, S, NODE, , 2, 12
F, ALL, FY, -tinh_tai2 NSEL,ALL
!node 13F, 13, FX, Px1
F, 13, FY, -623.48 + Py1 - hoat_tai/2SOLVE
PLNSOL, U,SUM, 1,1.0
PRNSOL,U,COMP !chuyenvi
PRRSOL,F !REACTIONSFLIST,1,24
ETABLE,Noiluc,SMISC, 1 !tinhnoilucPRETAB,Noiluc !axialload
Bài 3
ET,1,BEAM188MP,EX,1,7E10
K,1K,2,0,-4L,1,2ESIZE,,50
Trang 35Bài 4
L,I,I+6*ENDDO*DO,I,2,6L,I,I+5*ENDDOL,1,12L,2,13
Trang 36FLST,5,29,4,ORDE,4 FITEM,5,15
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
FLST,5,20,4,ORDE,4 FITEM,5,1
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
Trang 37FITEM,2,4 FITEM,2,3 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,22 FITEM,2,24 FITEM,2,5 FITEM,2,4 A,P51X FLST,2,4,3 FITEM,2,24 FITEM,2,26 FITEM,2,6 FITEM,2,5 A,P51X
FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1
FITEM,2,-5 AGLUE,P51X
FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1
FITEM,2,-5 AGLUE,P51X TYPE, 2
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,ALLLMESH,ALL/ESHAPE,1EPLOT FINISH/SOLU
ANTYPE,MODAL DK,12,ALL
MODOPT,LANB,5 EQSLV,SPAR MXPAND,5, , ,0 LUMPM,0
!gia tốc trọng trườngACEL,0,0,9.81, !chuyển vị theo phương x
FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,52
FITEM,2,57 DL,P51X, ,UX,0SOLVE
ANMODE,10,.5E-1SET,NEXT
Trang 38TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Giáo trình Ứng Dụng ANSYS Vào Bài Toán Kỹ Thuật – TS Phan Đức Huynh, Th.S Nguyễn Hoàng Sơn
[2] ANSYS 12 Tutorial (Cooling IC with heat sink):
[3] Bài giảng môn Thực Tập Cơ Kỹ Thuật 2 – Th.S Nguyễn Thái Hiền
[4] ANSYS & Mô phỏng số trong công nghiệp bằng phần tử hữu hạn – PGS TS Nguyễn Việt Hùng, PGS TS Nguyễn Trọng Giảng