TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
-
PHAN NHҰT TÂN
ӬNG XӰ ĈӜNG LӴC HӐC KӂT CҨU TҨM NӘI
'ѬӞI Ҧ1++ѬӢNG CӪA Hӊ NHIӄU BҰC TӴ '2',ĈӜNG
Chuyên ngành: Kӻ thuұt xây dӵng công trình dân dөng và công nghiӋp Mã sӕ ngành: 60 58 02 08
LUҰN VĂN THҤ&6Ƭ
Tp HCM, 6 - 2019
Trang 2ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH
TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
-
PHAN NHҰT TÂN
ӬNG XӰ ĈӜNG LӴC HӐC KӂT CҨU TҨM NӘI
'ѬӞI Ҧ1++ѬӢNG CӪA Hӊ NHIӄU BҰC TӴ '2',ĈӜNG
Chuyên ngành: Kӻ thuұt xây dӵng công trình dân dөng và công nghiӋp Mã sӕ ngành: 60 58 02 08
LUҰN VĂN THҤ&6Ƭ
Tp HCM, 6 - 2019
Trang 375ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH
3 PGS TS Chu Quӕc Thҳng -Ӫy viên (Phҧn biӋn 1)
4 TS NguyӉQ3K~&ѭӡng -Ӫy viên (Phҧn biӋn 2) 5 TS NguyӉn Hӗng Ân -Ӫy viên
KӺ THUҰT XÂY DӴNG
Trang 4ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc
1+,ӊ09Ө/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
Chuyên ngành: Kӻ thuұt xây dӵng công trình dân dөng và công nghiӋp Mã sӕ: 60580208
I TÊN Ĉӄ TÀI: Ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng
II NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG
1 ThiӃt lұp các ma trұn khӕLOѭӧng, ma trұn ÿӝ cӭng, ma trұn cҧn cho hӋ nhiӅu bұc tӵ do và các phҫn tӱ kӃt cҩu tҩm nәi sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSMEM ± BEM
2 Phát triӇn thuұt toán, lұp trình tính toán bҵQJ FKѭѫQJ WUuQK 0DWODE ÿӇ giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKÿӝng tәng thӇ cӫa bài toán
3 KiӇPWUDÿӝ tin cұy cӫa FKѭѫQJWUuQKWtQKEҵng cách so sánh kӃt quҧ cӫDFKѭѫQJtrình vӟi kӃt quҧ các bài báo tham khҧo
4 TiӃn hành thӵc hiӋn phân tích sӕ nhҵm khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa các nhân tӕ quan trӑng ÿӃn ӭng xӱ ÿӝng kӃt cҩu tҩm và hӋ xe, tӯ ÿyU~WUDFiFNӃt luұn và kiӃn nghӏ
III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 06/06/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ : 06/06/2019
V HӐ VÀ TÊN CÁN BӜ HѬӞNG DҮN: PGS TS /ѭѫQJ9ăQ+ҧi
Tp HCM, ngày tháng năm 2019
CÁN BӜ HѬӞNG DҮN (Hӑ tên và chӳ ký)
BAN QUҦN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Hӑ tên và chӳ ký)
PGS TS /ѭѫQJ 9ăQ+ҧi
75ѬӢNG KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG
(Hӑ tên và chӳ ký)
Trang 5/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1
/XұQYăQWKҥFVƭ;k\GӵQJF{QJWUuQKGkQGөQJYjF{QJQJKLӋSQҵPWURQJKӋWKӕQJEjLOXұQFXӕLNKyDQKҵPWUDQJEӏFKRKӑFYLrQFDRKӑFNKҧQăQJWӵQJKLrQFӭXELӃWFiFKJLҧLTX\ӃWQKӳQJYҩQÿӅFөWKӇÿһWUDWURQJWKӵFWӃ[k\GӵQJ ĈyOj WUiFKQKLӋPYjQLӅPWӵKjRFӫDPӛLKӑFYLrQFDRKӑF
ĈӇKRjQWKjQKOXұQYăQQj\QJRjLVӵFӕJҳQJYjQӛOӵFFӫDEҧQWKkQW{LÿmQKұQÿѭӧFVӵJL~SÿӥQKLӅXWӯWұSWKӇYjFiFFiQKkQ7{L[LQJKLQKұQYjWӓOzQJELӃWѫQWӟLWұSWKӇYjFiFFiQKkQÿmGjQKFKRW{LVӵJL~SÿӥTXêEiXÿy
ĈҫXWLrQW{L[LQEj\WӓOzQJELӃWѫQVkXVҳFÿӃQWKҫ\PGS 76/ѭѫQJ9ăQ+ҧL7Kҫ\ÿmÿѭDUDJӧLêÿҫXWLrQÿӇKuQKWKjQKQrQêWѭӣQJFӫDÿӅWjLJySêFKRW{LUҩWQKLӅXYӅ FiFK QKұQÿӏQKÿ~QJ ÿҳQ WURQJQKӳQJYҩQ ÿӅ QJKLrQFӭX, cácKWLӃSFұQQJKLrQFӭXKLӋXTXҧ
7{L[LQFKkQWKjQKFҧPѫQTXê7Kҫ\&{.KRD.ӻWKXұW;k\GӵQJWUѭӡQJĈҥLKӑFBách Khoa Tp H&0ÿmWUX\ӅQGҥ\QKӳQJNLӃQWKӭFTXêJLiFKRW{LÿyFNJQJOjQKӳQJNLӃQWKӭFNK{QJWKӇWKLӃXWUrQFRQÿѭӡQJQJKLrQFӭXNKRDKӑF YjVӵQJKLӋSFӫDW{Lsau này
7{LFNJQJ[LQJӱLOӡLFҧPѫQÿӃQNCS 1JX\ӉQ;XkQ9NJ ÿmJL~SÿӥW{LUҩWQKLӅXWURQJTXiWUuQKWKӵFKLӋQ/XұQYăQQj\
/ӡLFҧPѫQVkXVҳFQKҩWW{L[LQJӱLÿӃQEDPҽFQJJLDÿuQKÿmWҥRFKRW{LQLӅPWLQÿLӇPWӵDVӭFPҥQKYjê FKtJL~SFRQYѭӧWTXDQKLӅXNKyNKăQWKӱWKiFK
/XұQYăQWKҥFVƭÿmKRjQWKjQKWURQJWKӡLJLDQTX\ÿӏQKYӟLVӵQӛOӵFFӫDEҧQWKkQWX\QKLrQNK{QJWKӇNK{QJFyQKӳQJWKLӃXVyW.tQKPRQJTXê7Kҫ\&{FKӍGүQWKrPÿӇW{LEәVXQJQKӳQJNLӃQWKӭFYjKRjQWKLӋQEҧQWKkQPuQKKѫQ
;LQWUkQWUӑQJFҧPѫQ
Tp HCM, ngày 06 tháng 06 QăP9
Phan Nhұt Tân
Trang 67Ï07Ҳ7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
Vӟi sӵ phát triӇn cӫa nӅn kinh tӃ thì nhu cҫu vұn chuyӇn hàng hóa, FNJQJQKѭFRQQJѭӡi QJj\FjQJWăQJ QKѭQJGLӋQWtFKÿҩWWUrQÿҩt liӅn có giӟi hҥn, GRÿyKӋ thӕQJÿѭӡng EăQJYjÿѭӡng cao tӕc trên tҩm nәi ÿѭӧc sӵ quan tâm và nghiên cӭu cӫa nhiӅu nhà khoa hӑc trên thӃ giӟi Tuy nhiên, các nghiên cӭXWUѭӟFÿk\FKӍ dӯng lҥi ӣ viӋc mô phӓQJ[HGLÿӝng trên tҩm nәi ӣ dҥng tҧi trӑQJGLÿӝQJPjFKѭDSKkQWtFKÿӃn viӋc mô phӓng xe thành hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng trên tҩm nәLÿӇ phân tích cө thӇ KѫQӭng xӱ cӫa tҩm nәi và hӋ nhiӅu bұc tӵ do (thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe) Luұn YăQQj\Wұp trung phân tích ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc cӫa kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSkӃt hӧp giӳa phҫn tӱ chuyӇn ÿӝng MEM (Moving Element Method) và phҫn tӱ biên BEM (Boundary Element Method) Các nghiên cӭXWUѭӟFÿk\WKѭӡng chӍ mô hình kӃt cҩu tҩm trên nӅQÿjQQKӟt chӏu tҧL GL ÿӝng sӱ dөng SKѭѫQJ SKiS SKҫn tӱ hӳu hҥn truyӅn thӕng FEM (Finite (OHPHQW0HWKRG 'RÿyêWѭӣng mӟi cӫa LuұQYăQQKҵm phát triӇQSKѭѫQJSKiS0(0WURQJÿyFiFSKҫn tӱ tҩm sӁ ÿѭӧF[HPQKѭGLFKX\Ӈn và tҧi trӑng có thӇ ÿѭӧc [HPOjÿӭng yên so vӟi tҩmĈLӅXQj\KRjQWRjQQJѭӧc lҥi vӟLSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn FEM truyӅn thӕng và thӇ hiӋQFKtQK[iFKѫQӭng xӱ kӃt cҩu tҩm bҵQJSKѭѫQJpháp phҫn tӱ chuyӇQÿӝng MEM Cách thiӃt lұp các ma trұn khӕLOѭӧng, ma trұQÿӝ cӭng và ma trұn cҧn cho hӋ nhiӅu bұc tӵ do và kӃt cҩu tҩm nәi sӁ ÿѭӧc trình bày trong LuұQYăQ1JRjLUDҧQKKѭӣng cӫa sӵ WѭѫQJWiFJLӳa kӃt cҩu tҩm nәi và Qѭӟc FNJQJÿѭӧc khҧRViWYjWUuQKEj\Yuÿk\OjPӝt trong nhӳng yӃu tӕ quan trӑQJÿӃn sӵ vұn hành an toàn cӫa mһWÿѭӡng WK{QJTXDSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ biên BEM Các kӃt quҧ phân tích sӕ ÿѭӧc triӇn khai nhҵm tìm hiӇu ҧQKKѭӣng cӫa nhӳng yӃu tӕ quan trӑng ÿӃn ӭng xӱ cӫa kӃt cҩu tҩm nәi, hӋ nhiӅu bұc tӵ do QKѭ vұn tӕc, khӕLOѭӧng, ÿӝ cӭng và hӋ sӕ cҧn cӫa thân xe, giá chuyӇQKѭӟng, bánh xe, chiӅu dày tҩm«&iFNӃt quҧ nghiên cӭu trong LuұQYăQK\Yӑng có thӇ là mӝt trong nhӳng tài liӋu tham khҧo hӳu ích nhҵm tҥRÿLӅu kiӋn thuұn lӧi cho công viӋc thiӃt kӃ, thi công và bҧRGѭӥng hӋ thӕng tҩm nәi và hӋ thӕng xe
Trang 7ABSTRACT
With limited land area on the mainland, the system of the very large floating structure has attracted the attention of many researchers in the world However, in previous studies, the models for moving load has been often a concentrated force without interaction between floating structures and moving loads In this thesis, the thesis aims to focus on analyzing the hydroelastic behaviors of floating structures under moving frames using the hybrid method combined of the moving elements method (MEM) and the boundary element method (BEM) Namely, the MEM method is developed to overcome the limitations of the finite element method in solving the moving load problems Moreover, the BEM is employed to simulated the fluid domain surrounding the floating plate structure which defined by the Laplace equation and boundary conditions Moreover, the influence of the important factors on hydroelastic behavior of floating plate structure, multi-degrees of freedom system are studied according to numerical investigations
Trang 91.2.2 Các công trình nghiên cӭXWURQJQѭӟc 8
1.3 MөFWLrXYjKѭӟng nghiên cӭu 9
1.4 Cҩu trúc LuұQYăQ 10
&+ѬѪ1* &Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT 11
2.1 Mô hình kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng 11
2.2 Mô hình liên kӃt giӳa bánh xe và kӃt cҩu tҩm nәi 14
2.3 Lý thuyӃt tҩm Kirchhoff 15
2.3.1 Giӟi thiӋu tәng quát 15
2.3.2 BiӃn dҥng cӫa tҩm và mӕi quan hӋ giӳa biӃn dҥng ± chuyӇn vӏ 16
2.3.3 BiӃn dҥng cӫa tҩm và mӕi quan hӋ giӳa ӭng suҩt ± biӃn dҥng 17
2.3.4 3KѭѫQJWUuQKQăQJOѭӧng cӫa tҩm nәi 19
2.4 Phҫn tӱ tҩm tӭ giác 19
2.5 Phép tích phân sӕ - Phép cҫXSKѭѫQJ*DXVV 26
2.6 HӋ SKѭѫQJWUuQKFKX\ӇQÿӝng cӫa sóng 26
Trang 102.6.1 3KѭѫQJWUuQK/DSODFH 27
2.6.2 3KѭѫQJWUuQKÿLӅu kiӋQÿӝng lӵc hӑc trên mһWQѭӟc 27
2.6.3 3KѭѫQJWUuQKÿLӅu kiӋQÿӝng lӵc hӑc trên mӵFQѭӟc 28
2.11 Thuұt toán sӱ dөng trong LuұQYăQ 41
2.11.1Thông sӕ ÿҫu vào 41
2.11.2Giҧi bài toán theo dҥng chuyӇn vӏ 42
2.11.3Giҧi bài toán theo dҥng gia tӕc 43
Trang 113.2.3 Bài toán 4: Khҧo sát ӭng xӱ ÿӝng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3
3.2.9 Bài toán 10: Khҧo sát ӭng xӱ ÿӝng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng khi khӕLOѭӧng bánh xe m WKD\ÿәi 82 33.2.10Bài toán 11: Khҧo sát ӭng xӱ ÿӝng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng khi vұn tӕc xe V WKD\ÿәi 86
3.2.11Bài toán 12: Khҧo sát hình dҥng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng khi vұn tӕc xe V WKD\ÿәi 90
3.2.12Bài toán 13: Khҧo sát ӭng xӱ ÿӝng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝQJNKLPRGXOHÿjQKӗi E WKD\ÿәi 95
3.2.13Bài toán 14: Khҧo sát ӭng xӱ ÿӝng tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng khi chiӅu dày tҩm h WKD\ÿәi 99
&+ѬѪ1* KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 104
Trang 12'$1+0Ө&CÁC +Î1+9Ӏ
Hình 1.1 Ӭng dөng trong sân bay nәi Kansai ӣ Osaka, Nhұt Bҧn 1
Hình 1.2 Ӭng dөng trong Mega-)ORDWWҥLYӏQK7RN\R1KұW%ҧQ 2
Hình 1.3 Mô hình hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng và phҫn tӱ tҩm cӕ ÿӏnh (FEM) 3
Hình 1.4 Mô hình hӋ nhiӅu bұc tӵ do cӕ ÿӏnh và phҫn tӱ tҩPGLÿӝng (MEM) 3
Hình 1.5 Phҧn ӭng toàn phҫn cӫDWjXWK{QJWKѭӡQJGѭӟi tác dөng 5
Hình 1.6 Phҧn ӭng toàn phҫn cӫa tҩPGѭӟi tác dөng 5
Hình 1.7 6ѫÿӗ phҧn ӭng toàn phҫn cӫa kӃt cҩu tҩm nәi 6
Hình 2.1 Mô hình kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng 11
Hình 2.2 Xét cân bҵng ӣ thân xe cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng 12
Hình 2.3 Xét cân bҵng ӣ giá chuyӇQKѭӟng cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng 12
Hình 2.4 Xét cân bҵng ӣ bánh xe cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng 13
Hình 2.5 Xét cân bҵng ӣ vӏ trí tiӃp xúc cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng, tҩm nәi 13
Hình 2.6 Mô hình liên kӃt bánh xe và kӃt cҩu tҩm nәi 14
Hình 2.7 0{KuQKÿӝng hӑc cӫa kӃt cҩu tҩm nәi theo lý thuyӃt Kirchhoff 16
Hình 2.8 4X\ѭӟc chiӅXGѭѫQJFӫa chuyӇn vӏ w và hai chuyӇn vӏ xoay ȕxȕycӫa kӃt cҩu tҩm nәi theo lý thuyӃt Kirchhoff 17
Hình 3.4 ChuyӇn vӏ tҩPWKHRSKѭѫQJ x NKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn thân xe 51
Hình 3.5 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn thân xe 51
Trang 13Hình 3.6 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn thân xe 52
Hình 3.7 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn thân xe 52
Hình 3.8 ChuyӇn vӏ bánh xe kKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn thân xe 52
Hình 3.9 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇQKѭӟng 54
Hình 3.10 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKL WKD\ ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇn Kѭӟng 55
Hình 3.11 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKL WKD\ ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇn Kѭӟng 55
Hình 3.12 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇQKѭӟng 56
Hình 3.13 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇQKѭӟng 56
Hình 3.14 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn giá chuyӇQKѭӟng 56
Hình 3.15 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 58
Hình 3.16 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 59
Hình 3.17 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 59
Hình 3.18 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 60
Hình 3.19 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 60
Hình 3.20 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 60
Hình 3.21 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑc khi tha\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 62
Hình 3.22 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 63
Hình 3.23 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 63
Hình 3.24 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 64
Hình 3.25 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 64
Hình 3.26 ChuyӇn vӏ bánh xe khi tha\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 64
Trang 14Hình 3.30 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng giá chuyӇQKѭӟng 68
Hình 3.31 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng giá chuyӇQKѭӟng 68
Hình 3.32 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng giá chuyӇQKѭӟng 68
Hình 3.39 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 74
Hình 3.40 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 75
Hình 3.41 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 75
Hình 3.42 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 76
Hình 3.43 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 76
Hình 3.44 ChuyӇn vӏ bánh xe NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 76
Hình 3.45 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng giá chuyӇQKѭӟng 78
Hình 3.46 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng giá chuyӇn Kѭӟng 79
Hình 3.47 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng giá chuyӇn Kѭӟng 79
Hình 3.48 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng giá chuyӇQKѭӟng 80
Hình 3.49 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQ KѭӟQJ NKL WKD\ ÿәi khӕL Oѭӧng giá chuyӇn Kѭӟng 80
Hình 3.50 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng giá chuyӇQKѭӟng 80
Hình 3.51 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 82
Hình 3.52 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 83
Hình 3.53 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 83
Hình 3.54 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 84
Trang 15Hình 3.55 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 84
Hình 3.56 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 84
Hình 3.57 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 86
Hình 3.58 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 87
Hình 3.59 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 87
Hình 3.60 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 88
Hình 3.61 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 88
Hình 3.62 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 88
Hình 3.63 Hình dҥng 3D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 0.2Cmin 90
Hình 3.64 Hình dҥng 2D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 0.2Cmin 90
Hình 3.65 Hình dҥng 3D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 0.6Cmin 91
Hình 3.66 Hình dҥng 2D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 0.6Cmin 91
Hình 3.67 Hình dҥng 3D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.0Cmin 92
Hình 3.68 Hình dҥng 2D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.0Cmin 92
Hình 3.69 Hình dҥng 3D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.4Cmin 93
Hình 3.70 Hình dҥng 2D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.4Cmin 93
Hình 3.71 Hình dҥng 3D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.8Cmin 94
Hình 3.72 Hình dҥng 2D cӫa tҩm nәi khi vұn tӕc xe V 1.8Cmin 94
Hình 3.73 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 95
Hình 3.74 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 96
Hình 3.75 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 96
Hình 3.76 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 97
Hình 3.77 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 97
Hình 3.78 ChuyӇn vӏ bánh xe khi thay ÿәLPRGXOHÿjQKӗi 97
Hình 3.79 HӋ sӕ ÿӝng lӵc hӑFNKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 99
Hình 3.80 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJx NKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 100
Hình 3.81 ChuyӇn vӏ tҩm theo SKѭѫQJy NKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 101
Trang 16Hình 3.82 ChuyӇn vӏ WKkQ[HNKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 101Hình 3.83 ChuyӇn vӏ giá chuyӇQKѭӟQJNKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 101Hình 3.84 ChuyӇn vӏ EiQK[HNKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 102
Trang 17'$1+0Ө& CÁC %Ҧ1*%,ӆ8
Bҧng 2.1 HӋ tӑDÿӝ quy chiӃXÿӕi vӟi hàm dҥng Hermite 22
Bҧng 2.2 Tӑa ÿӝ và trӑng sӕ WURQJSKpSSKѭѫQJFҫu Gauss 26
Bҧng 3.8 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng c3 lúc sau vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ c3 ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәi hӋ sӕ cҧn bánh xe 61
Bҧng 3.9 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng k1 lúc sau vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ k1 ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng thân xe 65
Bҧng 3.10 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng k2lúc sau vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ k2 ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng giá chuyӇn Kѭӟng 69
Bҧng 3.11 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng k3 lúc sau vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ k3 ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәLÿӝ cӭng bánh xe 73
Trang 18Bҧng 3.12 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng m1 lúc sau vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ m1 ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng thân xe 77Bҧng 3.13 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng m2 lúc sau
vӟi chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ m2 ÿҫX WLrQ NKL WKD\ ÿәi khӕL Oѭӧng giá chuyӇQKѭӟng 81Bҧng 3.14 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng m3 lúc sau vӟi
chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ m3 ÿҫu tirQNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng bánh xe 85Bҧng 3.15 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng V lúc sau vӟi
chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ V ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәi vұn tӕc xe 89Bҧng 3.16 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng E lúc sau vӟi
chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ E ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәi PRGXOHÿjQKӗi 98Bҧng 3.17 KӃt quҧ chuyӇn vӏ cӵFÿҥLÿӝ lӋch giӳa chuyӇn vӏ ӭng h lúc sau vӟi
chuyӇn vӏ ӭng giá trӏ h ÿҫXWLrQNKLWKD\ÿәi chiӅu dày tҩm 102
Trang 19HHT Hilber, Hughes và Taylor
MEM 3KѭѫQJSKiSSKҫn tӱ chuyӇQÿӝng (Moving Element Method) Q4 Phҫn tӱ tӭ giác 4 nút (Quadrilateral four-node element)
VLFS KӃt cҩu tҩm nәi siêu lӟn (Very Large Floating Structures)
Trang 21Hình 1.1 Ӭng dөng trong sân bay nәi Kansai ӣ Osaka, Nhұt Bҧn
Trang 22Hình 1.2 Ӭng dөng trong Mega-)ORDWWҥLYӏQK7RN\R1KұW%ҧQ
Ĉӕi vӟi viӋc thiӃt kӃ ô tô hay máy bay thì viӋF[iFÿӏnh ӭng xӱ ÿӝng cӫa chúng khi chuyӇQÿӝng trên tҩm nәi PDQJêQJKƭDTXDQWUӑng Vұt chuyӇQÿӝng ÿѭӧc mô phӓng thành hӋ nhiӅu bұc tӵ do (thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe) Bài toán tҩm nәi chӏu hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng ÿѭӧc giҧ quyӃt trRQJÿLӅu kiӋn ӭng xӱ cӫa vұt liӋu tҩm mӓng (Tҩm Kirchhoff)
Hҫu hӃt các nghiên cӭX WUѭӟF ÿk\ ÿӅu sӱ dөQJ SKѭѫQJ SKiS SKҫn tӱ hӳu hҥn truyӅn thӕng (Finite Element Method) vӟi hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng trên tҩm nәi nên gһSNKyNKăQNKLhӋ nhiӅu bұc tӵ do di ÿӝng tiӃQÿӃn gҫn biên cӫa miӅn hӳu hҥn phҫn tӱ và di chuyӇQYѭӧWUDQJRjLELrQQJRjLUDSKѭѫQJSKiSQj\\rXFҫu phҧi luôn cұp nhұt vӏ trí cӫa vector tҧi trӑQJ'Rÿy, ÿӇ giҧi quyӃt bài toán tҩm dài vô hҥn sӁ tӕn nhiӅu chi phí tính toán và mҩt khá nhiӅu thӡi gian
Trong LuұQYăQQj\EjLWRiQWҩm nәi dài vô hҥn sӁ ÿѭӧc giҧi quyӃWQKDQKKѫQYjít tӕQNpPKѫQEҵQJSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ chuyӇQÿӝng MEM3KѭѫQJSKiSQj\Fynhӳng thuұn lӧi sau: hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng sӁ không bao giӡ ÿӃn biên vì phҫn tӱ ÿѭӧc ÿӅ xuҩt luôn chuyӇQÿӝQJĈLӇm thuұn lӧi thӭ hai là hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng sӁ không phҧi di chuyӇn tӯ phҫn tӱ Qj\ÿӃn phҫn tӱ NKiFGRÿyWUiQKÿѭӧc viӋc cұp nhұt vector tҧi trӑQJĈLӇm thuұn lӧi thӭ EDOjSKѭѫQJSKiSQj\FKRSKpSSKҫn tӱ hӳu hҥn có ktFKWKѭӟc không bҵQJQKDXYjÿLӅu này có thӇ hӳu ích khi các hӋ nhiӅu bұc tӵ GR GL ÿӝng tác dөng tҥL FiF ÿLӇm tùy ý Nghiên cӭu này cho thҩy MEM là SKѭѫQJSKiSWKtFKKӧSÿӇ phân tích FiFEjLWRiQÿӝng lӵc hӑc cho kӃt cҩu tҩm nәi dài vô hҥn
Trang 23Hình 1.3 Mô hình hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng và phҫn tӱ tҩm cӕ ÿӏnh (FEM)
Hình 1.4 Mô hình hӋ nhiӅu bұc tӵ do cӕ ÿӏnh và phҫn tӱ tҩm di ÿӝng (MEM)
Trang 241.2 7uQKKuQKQJKLrQFӭX
Cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa khoa hӑc kӻ thuұt, nhiӅXSKѭѫQJSKiSVӕ ÿѭӧc thiӃt lұp ÿӇ tính toán và phân tích ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc cӫa kӃt cҩu tҩm nәi Gѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng
1.2.1 &iFF{QJWUuQKQJKLrQFӭXQJRjLQѭӟF
Mӝt kӃt cҩu tҩm nәi siêu lӟn (VLFS ± Very Large Floating Structures ÿLӇn hình có NtFKWKѭӟc ngang lӟn tӯ YjLWUăPPpWÿӃn vài kilômét Pjÿӝ dày cӫa VLFS chӍ vài PpWGRÿyFҫn phҧLWtQKWRiQÿӝ uӕn cӫa mӝt VLFS khi thiӃt kӃ
Mһt khác, nӃu áp lӵc chҩt lӓQJWKD\ÿәi thì chuyӇQÿӝng cӫa kӃt cҩu tҩm nәLFNJQJEӏ ҧQKKѭӣng Mӕi quan hӋ WѭѫQJKӛ Qj\ÿѭӧc gӑi là sӵ WѭѫQJWiFFӫa cҩu trúc chҩt lӓng NӃu chuyӇQÿӝng cӫa kӃt cҩu tҩm nәi bao gӗm các biӃn dҥQJÿjQKӗLWѭѫQJtác kӃt cҩu và chҩt lӓQJÿѭӧc gӑi là hydroelastic
Vӟi tӹ sӕ giӳa chiӅXGj\YjNtFKWKѭӟFWKHRSKѭѫQJQJDQJQKӓ YjNtFKWKѭӟc lӟQKѫQnhiӅu so vӟLEѭӟc sóng cӫa sóng biӇn, ӭng xӱ cӫD9/)6WiFÿӝQJÿiQJNӇ ÿӃn áp lӵc chҩt lӓQJ[XQJTXDQK'Rÿy, phân tích hydroelastic là cҫn thiӃWÿӇ ÿiQKJLiӭng xӱ cӫa mӝt VLFS
Khác vӟi nhӳng con tàu và kӃt cҩu tҩm nәL QJRjL NKѫL NӃt cҩu VLFS có ӭng xӱ hydroelastic là chӫ yӃu Sӵ so sánh ӭng xӱ này khi chӏu hӋ nhiӅu bұc tӵ GRÿѭӧc minh hӑDWKHRVѫÿӗ trong FiFKuQKVDXÿk\QKѭOjPӝt biӋn pháp hӧSOêÿӇ phân biӋt VLFS vӟi các tàu thuyӅn tK{QJWKѭӡQJGѭӟi dҥng ӭng xӱ toàn phҫn, mӝt chiӅXGjLÿһFWUѭQJ
cEI kc
O S vӟi kc urg là hҵng sӕ ÿjQKӗi cӫa lӵc hӗi phөc thӫ\WƭQKr là
dung trӑng riêng cӫDQѭӟc, g là gia tӕc trӑQJWUѭӡng, Oc WѭѫQJӭng vӟi chiӅu dài vùng tҩm nәi bӏ uӕn cөc bӝ bӣi hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝQJĈLӅu này cho thҩy ҧnh Kѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng tác dөng vào kӃt cҩu tҩm nәi và sӵ biӃn dҥng ÿѭӧc giӟi hҥn trRQJYQJFyÿӝ dài Oc
7KHRÿyQӃu chiӅu dài cӫa kӃt cҩu nhӓ KѫQFKLӅXGjLÿһFWUѭQJWKuӭng xӱ cӫa kӃt cҩu tҩm nәi là chuyӇQÿӝng cӭng tuyӋWÿӕi, nӃu nó lӟQKѫQFKLӅXGjLÿһFWUѭQJQKѭWURQJVLFS thì phҧn ӭng cӫa kӃt cҩu tҩm nәi là biӃn dҥQJÿjQKӗi
Trang 25Hình 1.5 Phҧn ӭng toàn phҫn cӫDWjXWK{QJWKѭӡQJGѭӟi tác dөng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ do GLÿӝng
Hình 1.6 Phҧn ӭng toàn phҫn cӫa tҩPGѭӟi tác dөng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng
Trang 26Hình 1.7 Sѫÿӗ phҧn ӭng toàn phҫn cӫa kӃt cҩu tҩm nәi
&KRÿӃn nay nhiӅu mô hình ÿmÿѭӧc phát triӇQÿӇ phân tích ӭng xӱ hydroelastic cӫa nhiӅu loҥi VLFS tURQJP{LWUѭӡng sóng biӇn Tӯ EѭӟFSKkQWtFKÿѫQJLҧn nhҩt là thӵc hiӋn vӟi mô hình kӃt cҩu mӝWSKѭѫQJ P{KuQKGҫm) và vùng chҩt lӓQJSKѭѫQJ FKRÿӃn viӋc phân tích mӝt cách chi tiӃWFKtQK[iFKѫQYӟi mô hình kӃt cҩu và vùng chҩt lӓQJWKHRSKѭѫQJ
Khi mô hình kӃt cҩu, nhӳQJP{KuQKErQGѭӟLÿmӭng dөQJÿӇ mô hình VLFS: Mô hình tҩm dày Mindlin cӫa Watanabe (2000), Mô hình Sandwich-Grillage cӫa Masahiko Fujikubo (2001), Mô hình dҫm cӫa T I Khabakhpasheva (2002), Mô hình tҩm mӓng cӫa Masashi Kashiwagi (2004)
NhiӅu bài báo vӅ phân tích hydroelastic cӫD9/)6ÿmÿѭӧc công bӕ FKRÿӃn nay Có thӇ ÿѭӧc tìm thҩ\ WURQJFiF EjLEiRÿiQKJLiFӫa Kashiwagi (2000), Watanabe và cӝng sӵ (2006), Newman (2005), Ohmatsu (2005)
Mӝt vài nghiên cӭXÿLӇn hình sӱ dөng BEM ÿӇ phân tích chuyӇQÿӝng cӫa chҩt lӓng QKѭ<DJR (QGR(1996), Yasuzawa và cӝng sӵ (1996) và Hamamoto và cӝng sӵ (1997) [iFÿӏnh sӵ phân bӕ áp lӵc Qѭӟc bҵng cách sӱ dөng BEM Mamidipudi và Webster (1998) ÿmWLӃn hành nghiên cӭu vӅ phân tích hydroelastic cӫa mӝt sân bay nәi bҵng cách kӃt hӧSSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn cho vҩQÿӅ tҩPYjSKѭѫQJSKiShàm Green cho vҩQÿӅ chҩt lӓng
Trang 27Wu và cӝng sӵ (1995) giҧi quyӃt vҩQÿӅ hydroelastic hai chiӅu (2-D) bҵQJSKѭѫQJpháp phân tích sӱ dөng các hàm riêng Phҧn ӭng trong thӡi gian ngҳn cӫa VLFS do máy bay hҥ cánh và cҩWFiQKÿmÿѭӧc phân tích bӣi Kimand Webster (1998) và sau ÿyFKRPӝt tҧi di chuyӇn bӣi Kashiwagi (2004)
Có thӇ giҧi quyӃt vҩQÿӅ hydroelastic cӫa VLFS là sӱ dөng nhӳQJSKѭѫQJSKiSVӕ gҫQÿ~QJ7URQJSKѭѫQJSKiSVӕ gҫQÿ~QJFyWKӇ kӃt hӧp mӝt sӕ FiFSKѭѫQJSKiSNKiFQKDXÿӇ giҧi quyӃt phҫn kӃt cҩu và phҫn chҩt lӓng VӅ nguyên tҳc, bҩt kǤ SKѭѫQJSKiSQjRÿmÿӅ cұp bên trên có thӇ ÿѭӧc áp dөQJÿӇ giҧi quyӃt vҩQÿӅ GDRÿӝng cӫa tҩm hoһc cҩu trúc 3-D có thӇ ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ giҧi quyӃt phҫn kӃt cҩu Trong các SKѭѫQJSKiSNKiFQKDX)(0FyWKӇ ÿѭӧFFRLOjSKѭѫQJSKiSFyWULӇn vӑng nhҩt vì WtQKÿDGөng cӫa nó trong viӋc xӱ lý hình hӑc phӭc tҥp cӫa kӃt cҩu thӵc Trong mӝt sӕ WUѭӡng hӧp, toàn bӝ VLFS có thӇ ÿѭӧc mô KuQKQKѭPӝt tҩm nәi Ӣ JLDLÿRҥn thiӃt kӃ VѫEӝP{KuQKÿѫQJLҧn này rҩt hiӋu quҧ YjWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng trong quy trình thiӃt kӃ thӵc tӃĈӇ giҧi quyӃt phҫn chҩt lӓQJSKѭѫQJSKiSÿѭӧc sӱ dөng ӣ ÿk\OjSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ biên
GҫQÿk\Pӝt hình thӭc mӟi cӫa phҫn tӱ hӳu hҥQÿѭӧc xây dӵng trong mӝt hӋ thӕng tӑDÿӝ WѭѫQJÿӕi, gҳn liӅn vӟi tҧi chuyӇQÿӝng, thay vì mӝt hӋ thӕng tӑDÿӝ cӕ ÿӏnh QKѭWURQJSKѭѫQJSKiSphҫn tӱ hӳu hҥn truyӅn thӕng Các phҫn tӱ mӟLVDXÿk\Jӑi tҳt là các phҫn tӱ chuyӇQÿӝQJ/ѭXý rҵng các phҫn tӱ chuyӇQÿӝng không phҧi là phҫn tӱ vұt chҩt (gҳn liӅn vӟi vұt liӋX QKѭQJOjFiFSKҫn tӱ khái niӋm chҥy dӑc theo tҩP ĈӇ dӉ dàng tham khҧR SKѭѫQJ SKiS Qj\ ÿѭӧc gӑL Oj SKѭѫQJ SKiS SKҫn tӱ chuyӇQÿӝng ÿӅ xuҩt bӣi Koh và cӝng sӵ (2003) Nghiên cӭXQj\ÿmFKRWKҩy MEM OjSKѭѫQJSKiSWKtFKKӧp nhҩWÿӇ SKkQWtFKEjLWRiQÿӝng hӑc cho các kӃt cҩu chӏu tҧi trӑQJÿӝQJ6DXNKLÿѭӧc ӭng dөQJWKuSKѭѫQJSKiS0(0FjQJFKRWKҩy sӵ hӳu dөQJYjQJj\FjQJÿѭӧc phát triӇn
Trang 281.2.2 &iFF{QJWUuQKQJKLrQFӭX WURQJQѭӟF
NguyӉQ;XkQ9NJYjFӝng sӵ ÿmSKkQWtFKÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu tҩm nәi siêu lӟQ 9/)6 Gѭӟi tác dөQJÿӗng thӡi cӫa sóng biӇn và tҧi tұSWUXQJGLÿӝng sӱ dөng SKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ chuyӇQÿӝng Trong bài báo này, ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc cӫa kӃt cҩu tҩm nәi siêu lӟn chӏu tҧLGLÿӝQJWURQJÿLӅu kiӋn mһWQѭӟF\rQYjÿLӅu kiӋn sóng ÿѭӧc mô phӓng bҵQJ SKѭѫQJ SKiS NӃt hӧp giӳa phҫn tӱ chuyӇQ ÿӝng (MEM ± Moving Element Method) và phҫn tӱ biên (BEM ± Boundary Element Method) TiӃp tөc NguyӉQ;XkQ9NJYjFӝng sӵ ÿmSKkQWtFKҧQKKѭӣng cӫa lӵc màng và tính dӏ KѭӟQJÿӕi vӟLÿӝ võng cӫDÿѭӡQJEăQJQәi do tҧi trӑQJGLÿӝng Trong các ӭng dөng thӵc tӃ, cҫn xem xét ҧQKKѭӣng cӫa lӵFPjQJOrQÿӝ Y}QJ'RÿyWURQJEjLEiRnày, tҩm nәi chӏu tҧi trӑQJGLÿӝng sӁ ÿѭӧc nghiên cӭu khi xem xét các lӵc trong mһt phҷQJĈһc biӋt, cҩXWU~Fÿѭӧc phân tách thành mӝt sӕ phҫn tӱ hӳu hҥQWKHRSKѭѫQJpháp phҫn tӱ hӳu hҥn và lý thuyӃt vӅ tҩPFRPSRVLWH+ѫQQӳa, chҩt lӓng xung quanh ÿѭӧF[iFÿӏnh dӵa trên lý thuyӃWQăQJOѭӧng dòng chҧ\ÿѭӧc chia theo phҫn tӱ biên ChuyӋQÿӝng cӫa cҩu trúc tҩm nәi và chҩt lӓQJ[XQJTXDQKÿѭӧc ghép nӕi thông qua ÿLӅu kiӋn bӅ mһt và hӋ SKѭѫQJWUuQKÿѭӧc giҧi trӵc tiӃp trong miӅn thӡi gian Theo các kӃt quҧ sӕ, sӵ WKD\ÿәi cӫDÿһc tính uӕQÿһc tính trӵFKѭӟng và lӵFPjQJÿѭӧc thҧo luұn trong nghiên cӭu này
Mӝt sӕ luұQ YăQ FDR Kӑc ngành xây dӵng công trình dân dөng và công nghiӋp tҥi WUѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa thành phӕ Hӗ &Kt0LQKFNJQJÿmJLҧi quyӃt mӝt sӕ bài toán tҧi trӑng chuyӇQÿӝng
NguyӉn TҩQ&ѭӡng ÿmSKkQWtFKGDRÿӝng cӫa tҩm trên nӅQÿjQQKӟW[pWÿӃn khӕLOѭӧng cӫa vұt chuyӇQÿӝng Nghiên cӭu này có sӵ phát triӇn trong viӋFÿӅ cұp ÿӃn viӋc phân tích hӋ mӝt bұc tӵ GLÿӝng trên nӅQÿjQQKӟt ĈLQK+j'X\ ÿmphân tích ӭng xӱ ÿӝng tàu cao tӕFFy[pWÿӃQÿӝ FRQJWKDQKUD\YjWѭѫQJWiFÿҩt nӅn 7URQJ ÿy, SKѭѫQJSKiSSKҫn tӯ chuyӇQÿӝng (Moving Element Method ± MEM) ÿѭӧc phát triӇn nhҵm giҧi quyӃt tӕW KѫQ Yj NKҳc phөF FiF ÿLӇm hҥn chӃ cӫa các SKѭѫQJSKiSWUX\Ӆn thӕng
Vӟi tính ӭng dөng rӝng rãi cӫa mô hình kӃt cҩu tҩm nәi, vì thӃ ÿmFyUҩt nhiӅu nghiên cӭu vӅ ӭng xӱ ÿӝng cӫa kӃt cҩu tҩm nәi Tuy nhiên, các nghiên cӭu tӯ WUѭӟFÿӃn nay
Trang 29chӫ yӃXGQJFiFSKѭѫQJSKiSJLҧLWtFKYjSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn (FEM) ĈӇ khҳc phөc nhӳQJQKѭӧFÿLӇm cӫDFiFSKѭѫQJSKiSWUX\Ӆn thӕQJSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ chuyӇQÿӝQJ 0(0 ÿѭӧFÿӅ xuҩt và ӭng dөQJ1KѭQJFiFQJKLrQFӭXWUѭӟFÿk\vӅ SKѭѫQJSKiSMEM chӍ mӟLÿѭӧc ӭng dөQJÿӇ SKkQWtFKÿӝng lӵc hӑc tàu cao tӕc, bài toán vӅ dҫm chӏu tҧi trӑQJÿӝng Trên thӃ giӟLYjWURQJQѭӟFFKѭDFyEҩt cӭ nghiên cӭu nào vӅ kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng sӱ dөng SKѭѫQJSKiS kӃt hӧp giӳa MEM và BEM'RÿyLuұQYăQVӁ trình bày nghiên cӭu này nhҵm khҳc phөc nhӳng hҥn chӃ cӫDFiFSKѭѫQJSKiSWUѭӟFÿyWURQJOƭQKYӵc SKkQWtFKÿӝng lӵc hӑc và góp phҫQÿѭDUDNӃt quҧ chính xác so vӟi thӵc tӃ Tӯ ÿyrút ra các kӃt luұn quan trӑQJYjÿӅ xuҩt các giҧi pháp áp dөng trong mô hình thӵc tӃ
1.3 0өFWLrXYjKѭӟQJQJKLrQFӭX
Mөc tiêu chính cӫa LuұQYăQQKҵm phân tích ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu tҩm nәi Gѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng sӱ dөng SKѭѫQJSKiSNӃt hӧp giӳa phҫn tӱ tҩm chuyӇQÿӝng MEM và phҫn tӱ biên BEM7URQJÿy, SKѭѫQJSKiSMEM ÿѭӧc phát triӇn nhҵm khҳc phөc nhӳng hҥn chӃ cӫDSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn truyӅn thӕng, giҧi quyӃt sӵ WѭѫQJWiFJLӳa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng vӟi tҩm nәi Ĉӗng thӡLSKѭѫQJSKiS%(0SKiWWULӇn nhҵm mӣ rӝng phҥm vi nghiên cӭu cho các kӃt cҩu tҩm nәi, giҧi quyӃt sӵ chuyӇQÿӝng miӅn chҩt lӓng xung quanh tҩm nәLÿѭӧc mô tҧ bӣLSKѭѫQJWUuQKFKӫ ÿҥo Laplace kӃt hӧp vӟLFiFÿLӅu kiӋn biên Các vҩQÿӅ nghiên cӭu trong LuұQYăQ bao gӗm:
ThiӃt lұp các ma trұn khӕLOѭӧQJÿӝ cӭng, cҧn cho hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng ThiӃt lұp các ma trұn khӕLOѭӧQJÿӝ cӭng, cҧn cho các phҫn tӱ tҩm nәi, ghép nӕLÿӝ cӭng hӋ nhiӅu bұc tӵ GRYjRÿӝ cӭng tҩm nәi sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSMEM
ThiӃt lұp ma trұn tích phân biên cho miӅn chҩt lӓng vӟi SKѭѫQJSKiS%(0 Phát triӇn thuұt toán lұp trình tính toán bҵng ngôn ngӳ lұSWUuQK0DWODEÿӇ giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKÿӝng cӫa bài toán
KiӇPWUDÿӝ tin cұy cӫDFKѭѫQJWUuQKWtQKEҵng cách so sánh kӃt quҧ cӫa Luұn YăQYӟi các kӃt quҧ các nghiên cӭu cӫa tác giҧ khác
x Thành lұp và thӵc hiӋn các phân tích sӕ ÿӇ khҧo sát sӵ ҧQKKѭӣng cӫDFiFÿҥi OѭӧQJNKiFQKDXÿӃn ӭng xӱ ÿӝng cӫa bài toán, tӯ ÿyU~WUDFiFNӃt luұn
Trang 301.4 &ҩXWU~F/XұQYăQ
Nӝi dung trong LuұQYăQÿѭӧFWUuQKEj\QKѭVDX
&KѭѫQJ Giӟi thiӋu tәng quan vӅ kӃt cҩu tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ GRGLÿӝng, tình hình nghiên cӭu cӫa các tác giҧ WURQJYjQJRjLQѭӟFFNJQJQKѭmөFWLrXYjKѭӟng nghiên cӭu cӫDÿӅ tài
&KѭѫQJ Trình bày các công thӭFÿӇ phân tích ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc tҩm nәi Gѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ do GLÿӝng sӱ dөng SKѭѫQJSKiSNӃt hӧp giӳa phҫn tӱ chuyӇQÿӝng và phҫn tӱ biên
&KѭѫQJ Trình bày các kӃt quҧ phân tích sӕ ÿѭӧc tính toán bҵng ngôn ngӳ lұp trình Matlab ÿӇ giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKÿӝng cӫa bài toán
&KѭѫQJ ĈѭDUDPӝt sӕ kӃt luұn quan trӑQJÿҥWÿѭӧc trong LuұQYăQYjNLӃn nghӏ Kѭӟng phát triӇn cӫDÿӅ WjLWURQJWѭѫQJODL
Tài liӋu tham khҧo: trích dүn các tài liӋu liên quan phөc vө cho mөFÿtFKQJKLrQcӭu cӫDÿӅ tài
Phө lөc: mӝt sӕ ÿRҥn mã lұSWUuQK0DWODEFKtQKÿӇ tính toán các phân tích sӕ trong &KѭѫQJ
Trang 31&+ѬѪ1*
CѪ 6Ӣ/é7+8<ӂ7
&KѭѫQJQj\WUuQKEj\FiFF{QJWKӭFFѫEҧn cӫa tҩm nәi và thiӃt lұp công thӭFÿӇ phân tích ӭng xӱ ÿӝng lӵc hӑc tҩm nәLGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa hӋ nhiӅu bұc tӵ do di ÿӝng sӱ dөQJ SKѭѫQJ SKiS NӃt hӧp giӳa phҫn tӱ chuyӇQ ÿӝng và phҫn tӱ biên 3KѭѫQJSKiSWtFKSKkQ1HZPDUNÿӇ giҧLEjLWRiQÿӝng lӵc hӑc theo miӅn thӡi gian ÿѭӧc sӱ dөng trong LuұQYăQ
Trang 32Mӝt chiӃc xe sӁ ÿѭӧc mô hình là mӝt hӋ thӕng khӕLOѭӧng ± lò xo ± cҧn gӗm ba thành phҫn chuyӇn vӏ u u u1, 2, 3 Các bài toán chӍ xét thành phҫn chuyӇn vӏ theo SKѭѫQJWUӑng lӵF7URQJÿy, m m m1, 2, 3lҫQOѭӧt là khӕLOѭӧng thu gӑn cӫa thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe; k k k1, 2, 3 lҫQOѭӧWOjÿӝ cӭng lò xo cӫa thân xe, giá chuyӇn Kѭӟng và bánh xe; c c c1, 2, 3 lҫQOѭӧt là bӝ giҧm xӕc cӫa thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe; u1, u ,2 u3 lҫQOѭӧt là chuyӇn vӏ cӫa thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe;
1, 2, 3
u u u lҫQOѭӧt là vұn tӕc cӫa thân xe, giá chuyӇQKѭӟng và bánh xe; u u u1, 2, 3 lҫn Oѭӧt là gia tӕc cӫa thân xe, giá chuyӇn Kѭӟng và bánh xe; V là vұn tӕc xe; g là gia tӕc trӑQJWUѭӡng
Xét cân bҵng ӣ giá chuyӇQKѭӟng cӫa hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng:
Hình 2.3 Xét cân bҵng ӣ giá chuyӇQKѭӟng cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng
Trang 33Xét cân bҵng ӣ vӏ trí tiӃp xúc cӫa hӋ 3 bұc tӵ GRGLÿӝng và tҩm nәi:
Hình 2.5 Xét cân bҵng ӣ vӏ trí tiӃp xúc cӫa hӋ 3 bұc tӵ do di dӝng, tҩm nәi Ta có:
Trang 34Hình 2.6 Mô hình liên kӃt bánh xe và kӃt cҩu tҩm nәi
Bánh xe liên kӃt vӟi kӃt cҩu tҩm nәi thông qua lӵc liên kӃt fc, khi fc !0 thì ӭng xӱ ÿӝng cӫa hӋ 3 bұc tӵ GRGѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa lӵFWѭѫQJWiFÿӝQJYjQJѭӧc lҥi fc 0
thì ӭng xӱ ÿӝng cӫa hӋ 3 bұc tӵ GRGѭӟi ҧQKKѭӣng chӫ yӃu cӫa lӵFWƭQK7URQJWUѭӡng hӧp này, bánh xe và kӃt cҩu tҩm nәi mҩt dҫn liên kӃt và sӁ xҧy ra hiӋQWѭӧng nhҧy EiQK[HĈk\OjKLӋQWѭӧQJWKѭӡng tӗn tҥi khi xe chҥy trên kӃt cҩu tҩm nәLQKѭQJNK{QJÿӅ cұp trong LuұQYăQGRWKӡi gian nghiên cӭu không cho phép
Trang 352.3 /êWKX\ӃWWҩP.LUFKKRII 2.3.1 *LӟLWKLӋXWәQJTXiW
Theo bҧn chҩt cӫa trҥng thái ӭng suҩt thì tҩm có thӇ ÿѭӧc phân làm ba loҥi sau: Tҩm dày (Tҩm Reissner-Mindlin): là tҩm mà trҥng thái ӭng suҩt ba trөFÿѭӧc triӇn khai và ÿѭӧFÿӏQKQJKƭDEӣi bӝ SKѭѫQJWUuQKYLSKkQÿҫ\ÿӫ cӫa lý thuyӃWÿjQhӗi ba chiӅu Tҩm dày có tӍ lӋ giӳa chiӅu dày vӟLNtFKWKѭӟc cҥnh ngҳn 1
hB ! Tҩm mӓng (Tҩm Kirchhoff): là tҩm có ӭng suҩt màng rҩt nhӓ so vӟi ӭng suҩt uӕn khi biӃn dҥng do tҧi trӑng ngang Loҥi này gӗm các tҩm có tӍ lӋ giӳa chiӅu dày YjNtFKWKѭӟc cҥnh ngҳn 1 1
dd Yjÿӝ võng
hw d
Tҩm có chuyӇn vӏ lӟn (hay lý thuyӃt màng) ÿѭӧFÿһFWUѭQJEҵng viӋc các ӭng suҩt uӕQÿѭӧFÿLOLӅn bӣi các ӭng suҩWNpRKD\QpQWѭѫQJÿӕi lӟn trong mһt phҷng trung bình Các ӭng suҩt màng này ҧQKKѭӣQJÿiQJNӇ ÿӃn moment uӕn Tҩm thuӝc loҥi này khi
hw !
Lý thuyӃt tҩm mӓng cә ÿLӇn cӫa Kirchhoff là lý thuyӃt tҩPÿѫQJLҧn nhҩWÿѭӧc sӱ dөng rӝQJUmLÿӇ phân tích tҩP7tQKÿѫQJLҧQÿѭӧc thӇ hiӋn bҵng các giҧ thiӃt ÿѭӧc cho QKѭVDX:
&iFÿRҥn thҷng vuông góc vӟi mһt trung gian cӫa tҩm vүn còn thҷng và vuông góc vӟi mһt trung bình (mһt phҷQJFKLDÿ{LFKLӅu cao tҩm) khi biӃn dҥQJYjÿӝ dài cӫDFK~QJOjNK{QJÿәi HӋ quҧ cӫa giҧ thiӃt này là ÿã bӓ qua các thành phҫn biӃn dҥng cҳt ngang (Jyz Jxz 0)
Khi tҩm chӏu uӕn mһt trung bình không chӏu kéo, nén KD\WUѭӧt Bӓ qua ӭng suҩt pháp vuông góc vӟi mһt phҷng tҩm
Tuy nhiên, khi tӹ sӕ h
B (BOjNtFKWKѭӟc nhӓ nhҩt cӫa mһt trung bình tҩP