[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

Trang 1

TRƯỜNG 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 3

MỤC 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

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

4 Kết quả 18

Trang 4

TH1 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 5

BÀI 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 6

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.

Trang 7

Minimum 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 8

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

BÀI 2

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 9

TH1 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 10

Hình 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 11

TH4 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 12

4 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 13

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

Trang 14

Kết quả nội lực

Nội lực dọctrục (N)

Trang 15

4.3 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:

Trang 16

14517,44 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:

(N)

Trang 18

BÀI 3

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

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 19

Các 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 21

BÀI 4:

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 phần tử: BEAM188

Loại mặt cắt: Mặt cắt chữ I (160x80x8), chữ C (160x80x8), hình chữ nhật (100x8) như hình 11.

Trang 23

Tần số riêng 1

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

Trang 24

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 25

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

Trang 26

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 27

Hình 26 Front view của mô hình cầu thép tại tần số riêng 10,993

Trang 28

PHỤ 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,1Bài 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 29

FILL, 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 30

PLNSOL, 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

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

PRETAB,STRESS,FORCE

Trang 33

TH4 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

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 35

Bài 4

L,I,I+6*ENDDO*DO,I,2,6L,I,I+5*ENDDOL,1,12L,2,13

Trang 36

FLST,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

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

Trang 37

FITEM,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

FITEM,2,-5 AGLUE,P51X

FITEM,2,-5 AGLUE,P51X TYPE, 2

SECNUM, 4 MSHKEY,0

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

FITEM,2,57 DL,P51X, ,UX,0SOLVE

ANMODE,10,.5E-1SET,NEXT

Trang 38

TÀI 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